FR2851219A1 - Procede de reduction du diametre de braquage d'un vehicule automobile et vehicule automobile - Google Patents

Procede de reduction du diametre de braquage d'un vehicule automobile et vehicule automobile Download PDF

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Abstract

Lorsqu'on détecte simultanément une consigne de braquage supérieure à un angle prédéterminé et une vitesse du véhicule inférieure à une vitesse de seuil, on exerce automatiquement, sur le véhicule automobile (1), un moment de lacet produit par un freinage sur au moins une roue (3a, 3b) du véhicule et une action motrice sur les roues entraînées (3a). On détermine une valeur d'effort longitudinal de consigne sur le véhicule automobile (1), à partir de l'une au moins d'une consigne d'accélération et de freinage imposée par le conducteur du véhicule et on règle de manière automatique la force motrice du moteur (4) du véhicule automobile et les forces de freinage sur chacune des roues (3a, 3b) du véhicule (1) soumises au freinage pour obtenir un moment de lacet supplémentaire prédéterminé et la valeur d'effort longitudinal de consigne déterminée à partir de la consigne d'accélération et/ou de freinage.

Description

I
L'invention concerne un procédé et un dispositif de réduction du diamètre de braquage d'un véhicule automobile.
Le diamètre de braquage d'un véhicule automobile influe en particulier sur la facilité de manoeuvre du véhicule, par exemple sur un parc de sta5 tionnement. Ce diamètre de braquage est le diamètre minimal d'une trajectoire circulaire du véhicule à faible vitesse. La mesure du diamètre de braquage permet de déterminer l'écartement minimal de murs ou de trottoirs entre lesquels on peut manoeuvrer avec le véhicule automobile. Plus le diamètre de braquage du véhicule automobile est faible, meilleure est la ma10 noeuvrabilité du véhicule.
Les véhicules automobiles à train avant directeur ayant un fort empattement, par exemple les véhicules haut de gamme, présentent généralement un diamètre de braquage élevé, de sorte que ces véhicules sont parfois difficilement manoeuvrables dans des emplacements de dimensions 15 réduites.
Le braquage d'un véhicule automobile classique est réalisé par le braquage des roues du train avant, c'est-à-dire le pivotement des roues du train avant autour d'un axe vertical. Le diamètre de braquage dépend en particulier de paramètres de conception du véhicule tels que l'angle de bra20 quage maximal des roues avant, l'empattement du véhicule et les caractéristiques des pneumatiques équipant les roues du véhicule. D'autres paramètres influant sur le diamètre de braquage dépendent des conditions de fonctionnement du véhicule automobile; ces paramètres sont par exemple la masse du véhicule automobile, la répartition de masse sur le véhicule, l'ad25 hérence entre les pneus et le sol qui dépend de l'état du sol sur lequel roule le véhicule et la vitesse du véhicule, par exemple.
Dans des conditions de fonctionnement données, le diamètre de bra-' quage minimal d'un véhicule automobile classique dépend de l'angle de braquage maximal des roues avant et de l'empattement. Ces paramètres résul30 tent eux-mêmes de la conception mécanique du véhicule.
On a proposé, pour obtenir une réduction du diamètre de braquage d'un véhicule automobile, des perfectionnements de la conception du véhi- cule ou des procédés mettant en oeuvre des éléments dynamiques du véhicule automobile tels que le moteur et les freins.
On a par exemple proposé des dispositifs de commande de braquage des roues arrières du véhicule, pour diminuer le rayon de braquage.
On a également proposé des procédés utilisant le moteur et les freins du véhicule automobile pour exercer un couple de lacet sur la caisse du véhicule automobile, de manière à diminuer le diamètre de braquage.
Par exemple, on a proposé de créer un couple de lacet par un freinage sur au moins une roue du véhicule automobile et une action motrice 10 sur les roues entraînées du véhicule, simultanément, lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à une vitesse de seuil et l'angle de consigne de braquage des roues directrices du véhicule supérieur à un angle prédéterminé.
Par exemple, dans la demande de brevet allemand DE-100 29 819 déposée le 16 juin 2000, on a proposé de réaliser une réduction du diamètre 15 de braquage d'un véhicule automobile par une action sur le freinage des roues intérieures au virage, une action sur le moteur de propulsion du véhicule et une action sur la transmission, pour permettre une transmission de l'action motrice aux roues du véhicule. On crée ainsi un moment de lacet supplémentaire, de manière automatique, lorsque le système de contrôle 20 détecte une demande de braquage supplémentaire.
Toutefois, un tel système automatique ne permet pas de respecter la volonté du conducteur du véhicule, en ce qui concerne la demande d'efforts moteur ou de freinage requis par le conducteur et qui se traduit par une action sur la pédale d'accélérateur ou sur la pédale de frein du véhicule auto25 mobile. La volonté du conducteur peut être traduite par une consigne d'effort résultant longitudinal déterminé à partir de consignes d'accélération et/ou de freinage données par le conducteur, par exemple sous la forme d'un enfoncement plus ou moins grand de l'accélérateur et/ou de la pédale de frein.
Le système automatique peut être amené par exemple à exercer un 30 effort de freinage sur une roue intérieure du véhicule automobile, alors que le conducteur n'a exercé aucune action sur la pédale de frein ou seulement une action correspondant à un effort de freinage inférieur à l'effort demandé par le système automatique.
Dans ce cas, l'effort résultant de direction longitudinale sur le véhicule automobile est inférieur à l'effort résultant souhaité par le conducteur du véhicule automobile.
En outre, l'application d'un moment de lacet supplémentaire au véhi5 cule automobile qui se traduit par des efforts de freinage et des efforts moteurs appliqués au véhicule automobile peut provoquer des remontées de ces efforts sur la caisse dans la direction verticale, ce qui perturbe l'assiette de la caisse et génère des mouvements de la caisse, dans une phase transitoire. De tels mouvements de la caisse peuvent être désagréables pour le 10 conducteur ou les passagers du véhicule, lorsque le système automatique est mis en fonctionnement.
Le but de l'invention est donc de proposer un procédé de réduction du diamètre de braquage d'un véhicule automobile comportant au moins quatre roues, un moteur pour fournir une force motrice à au moins deux roues du 15 véhicule automobile par l'intermédiaire d'une transmission comportant une boîte de vitesses et un embrayage, des moyens de commande d'accélération du moteur et un système de freinage indépendant sur au moins deux roues du véhicule automobile qui peuvent être commandés par le conducteur du véhicule automobile et un système de direction permettant d'orienter 20 au moins deux roues du véhicule autour d'un axe vertical, des moyens de détection de la vitesse du véhicule, des moyens de commande du système de direction pour imposer une consigne d'angle de braquage des roues, dans lequel, lorsqu'on détecte simultanément une consigne de braquage supérieure à un angle prédéterminé et une vitesse du véhicule inférieure à 25 une vitesse de seuil, on exerce automatiquement sur le véhicule automobile, un moment de lacet produit par un freinage sur au moins une roue du véhicule et une action motrice sur les roues entraînées, ce procédé permettant de respecter totalement la volonté du conducteur du véhicule automobile pendant la mise en oeuvre du procédé de réduction du diamètre de bra30 quage et d'assurer une très bonne stabilité et un très bon confort de la caisse du véhicule automobile.
Dans ce but, on détermine une valeur d'effort longitudinal résultant de consigne sur le véhicule automobile à partir de l'une au moins d'une consi- gne d'accélération et d'une consigne de freinage imposée par le conducteur du véhicule et on règle, de manière automatique, la force motrice du moteur du véhicule automobile et les forces de freinage sur chacune des roues du véhicule soumises au freinage, pour obtenir un moment de lacet prédéter5 miné et la valeur d'effort longitudinal résultant de consigne, déterminée à partir de la consigne d'accélération et/ou de freinage.
Selon des modes de réalisation plus particuliers de l'invention - on détecte simultanément une consigne de braquage supérieure à un angle prédéterminé et une vitesse du véhicule inférieure à une vitesse de 10 seuil, on détermine l'état de la transmission du véhicule automobile et en particulier le rapport de vitesse de la boîte de vitesses qui est engagé et on maintient le rapport de vitesse pour mettre en oeuvre le procédé de réduction du diamètre de braquage; - on exerce automatiquement sur le véhicule automobile un moment 15 de lacet lorsqu'on détecte, simultanément, en plus d'une consigne de braquage supérieure à un angle prédéterminée et une vitesse du véhicule inférieure à une vitesse de seuil, un régime ou vitesse de rotation du moteur compris dans un intervalle prédéterminé; - pour limiter l'effet sur les mouvements d'une caisse du véhicule por20 tée par les roues, d'un freinage sur au moins une roue du véhicule automobile pour engendrer un moment de lacet, on émet une consigne de raidissement de la suspension des roues arrière et/ou des roues avant du véhicule automobile; - dans le cas d'un véhicule automobile comportant un système de 25 suspension des roues arrière permettant de piloter la raideur de la suspension, on émet une consigne se traduisant par un passage à un état plus ferme de la suspension.
- dans le cas d'un véhicule automobile comportant un système de suspension des roues arrière du véhicule permettant le pilotage de moyens 30 amortisseurs de la suspension des roues arrière, la consigne de raidissement se traduit par un passage dans un état d'amortissement accru de moyens d'amortissement de l'essieu arrière ou d'une roue arrière sur laquelle on effectue un freinage.
- on détermine la valeur de réglage de la force motrice du moteur du véhicule automobile et les forces de freinage sur chacune des roues du véhicule automobile, à partir du système d'équation suivant: Frésultante = 2. Fmot.cos(l)-FFavg. cos(X)-Favd cos(k)-Farg-Fard Miacet = 2.Fmot.(L. sin(k)+V.cos(X))-Favg.(L.sin(%)+V.cos("))-Favd.(Lsin(k) V. cos(l")+Farg.VFard.V dans lequel: Frésuitante: effort moteur longitudinal exercé sur le véhicule automobile, MIacet: moment de lacet supplémentaire exercé sur le véhicule automobile 10 dans le cadre du procédé suivant l'invention, Fmot: effort moteur exercé par le moteur sur les roues motrices qui est traduit par une consigne de couple pour la commande du moteur.
Favg, Favd, Farg et Fard: efforts de freinage sur chacune des roues avant gauche, avant droite, arrière gauche et arrière droite, respectivement, 2.: angle de braquage moyen des roues avant par rapport à l'axe longitudinal du véhicule automobile déduit de l'angle du volant mesuré par un capteur. L'angle X est positif quand on braque à gauche en marche avant, négatif quand on braque vers la droite et nul lorsque le véhicule est dirigé en ligne droite, L et V: ces paramètres sont, respectivement, l'empattement et la voie du véhicule automobile, c'est-à-dire la distance entre les axes des roues extrêmes et entre les axes des roues avant, respectivement, la force résultante Frésultante étant égale à une valeur d'effort longitudinal moteur déterminée à partir de consignes d'accélération et de freinage imposées 25 par le conducteur et le moment de lacet Mlacet étant fixé à une valeur prédéterminée; - on impose des forces de freinage pour obtenir le moment de lacet, uniquement du côté intérieur de la trajectoire du véhicule automobile pendantle braquage, les forces de freinage sur les roues disposées du côté ex30 terne de la trajectoire du véhicule automobile étant fixées à une valeur nulle, et on impose un rapport entre les forces de freinage sur les roues arrière et avant du véhicule automobile, la force motrice du moteur du véhicule automobile et les forces de freinage étant déterminées de manière unique pour obtenir une limitation de l'énergie perdue en force motrice et de freinage opposées et une répartition déterminée de l'effort de freinage entre les roues avant et les roues arrière du véhicule automobile; - on détecte un état de fonctionnement (nominal ou dégradé) du mo5 teur du véhicule automobile, de la transmission et des systèmes de freinage et qu'on n'effectue le réglage de la force motrice du moteur et des forces de freinage sur les roues du véhicule pour réduire le diamètre de braquage que si aucun état dégradé n'est détecté ; et - on interrompt la fonction de réduction du diamètre de braquage, 10 lorsque l'on rencontre au moins l'une des situations suivantes: le glissement de l'une au moins des roues du véhicule automobile est supérieur à un seuil, le désaccouplement de la transmission s'active, l l'une au moins des conditions d'activation (angle de braquage infé15 rieur à un angle prédéterminé, vitesse du véhicule inférieure à une vitesse de seuil et régime du moteur dans un intervalle de vitesse de rotation prédéterminé) n'est plus remplie.
L'invention est également relative à un véhicule automobile comportant au moins quatre roues, un moteur pour fournir une force motrice à au 20 moins deux roues du véhicule automobile par l'intermédiaire d'une transmission comportant une boîte de vitesses et un embrayage, des moyens de commande d'accélération du moteur et un système de freinage indépendant sur au moins deux roues du véhicule automobile qui peuvent être commandés par le conducteur du véhicule automobile et un système de direction 25 permettant d'orienter au moins deux roues du véhicule autour d'un axe vertical, des moyens de détection de la vitesse du véhicule, des moyens de commande du système de direction pour imposer une consigne d'angle de braquage des roues, et une unité de commande de l'action motrice du moteur et des systèmes de freinage des roues pour exercer automatiquement, 30 sur le véhicule automobile un moment de lacet produit par un freinage sur au moins une roue du véhicule et une action motrice sur les roues entraînées, lorsqu'on détecte simultanément une consigne de braquage supérieure à un angle prédéterminé et une vitesse du véhicule inférieure à une vitesse de seuil, caractérisé par le fait que l'unité de commande comporte des moyens pour déterminer une valeur d'effort longitudinal moteur sur le véhicule automobile, à partir de l'une au moins d'une consigne d'accélération et de freinage imposée par le conducteur du véhicule et des moyens pour 5 régler de manière automatique la force motrice du moteur du véhicule automobile et les forces de freinage sur chacune des roues du véhicule soumises au freinage, pour obtenir un moment de lacet prédéterminé et la valeur d'effort moteur longitudinal déterminée à partir de la consigne d'accélération et/ou de freinage.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on va décrire à titre d'exemple, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation du procédé suivant l'invention, dans le cas d'un véhicule automobile à deux roues directrices et deux roues motrices, à freinage indépendant sur chacune des quatre roues du véhicule automobile et à suspension réglable.
La figure 1 est une vue schématique en élévation latérale du véhicule automobile.
La figure 2 est une vue schématique en plan de la caisse et des roues du véhicule montrant le principe du procédé permettant de diminuer le diamètre de braquage du véhicule automobile.
La figure 3 est un schéma montrant les forces intervenant lors de la mise en oeuvre du procédé de diminution du diamètre de braquage selon l'invention.
Sur la figure 1, on a représenté un véhicule automobile désigné de manière générale par le repère 1 comportant une caisse 2 et quatre roues 25 supportant la caisse, dont deux roues avant 3a et deux roues arrière 3b.
Le véhicule automobile comporte un moteur 4 transmettant, par l'intermédiaire d'une transmission 5 comportant en particulier un embrayage et une boîte de vitesses, un effort moteur aux roues avant 3a qui sont les roues motrices du véhicule automobile.
Les roues 3a sont également les roues directrices, le poste de conduite comportant des éléments de direction pour orienter les roues 3a autour d'un axe vertical.
Le régime du moteur 4 de propulsion du véhicule automobile est commandé par un accélérateur actionné par le conducteur du véhicule automobile.
De plus, comme il sera expliqué par la suite, le moteur est relié à une 5 unité de commande 6 permettant de mettre en oeuvre le procédé de diminution du diamètre de braquage du véhicule selon l'invention, avec contrôle du couple développé par le moteur.
Le véhicule automobile comporte de plus un système de freinage indépendant sur chacune des quatre roues du véhicule automobile qui peut 10 être commandé par le conducteur, à partir d'une pédale de frein. De plus, le système de freinage est relié également à l'unité de commande 6 du dispositif de réduction du diamètre de braquage du véhicule automobile, pour assurer un pilotage du couple de freinage exercé sur chacune des roues, de manière indépendante.
Le véhicule automobile comporte de plus un système de suspension comportant en particulier des éléments de suspension arrière 7 entre la caisse 2 et les roues arrière 3b du véhicule automobile. Le système de suspension relié à l'unité de commande 6 peut être piloté, de manière à assurer un réglage de moyens amortisseurs sur chacune des roues et/ou de moyens 20 permettant de régler la flexibilité de chacun des essieux sur lesquels sont montées les roues.
Le système de transmission 5 du couple moteur aux roues 3a peut comporter une boîte manuelle ou automatique avec ou sans convertisseur de couple.
De plus, le véhicule comporte un ensemble de capteurs permettant de transmettre à l'unité de commande 6 des informations sur l'état du véhicule et sur la volonté du conducteur.
En particulier, des informations sont transmises à l'unité de commande 6 concernant l'état d'enfoncement des pédales d'accélération et de 30 frein actionnées par le conducteur.
L'unité de commande 6 reçoit également une information concernant la vitesse linéaire du véhicule et le régime instantané du moteur ainsi que l'angle du moyen de direction actionné par le conducteur tel qu'un volant.
Le procédé de diminution du diamètre de braquage du véhicule automobile selon l'invention est mis en oeuvre lorsque certaines conditions sont détectées par l'unité de commande 6. Les conditions qui doivent être remplies pour la mise en oeuvre du procédé sont généralement les suivantes: 5 angle du volant de direction supérieur à une valeur de seuil déterminée, seule la valeur absolue de l'angle du volant étant prise en compte, et vitesse linéaire du véhicule inférieure à une vitesse de seuil faible et généralement inférieure à 20 km/h. En outre, une condition supplémentaire pour la mise en oeuvre du procédé peut être que le régime moteur soit compris dans une 10 plage de régime donnée correspondant à des faibles vitesses de rotation du moteur (par exemple entre 800 et 2000 tr/mn), suivant le type de moteur de propulsion 4 du véhicule automobile. De plus, pour la mise en oeuvre du procédé de diminution du rayon de braquage suivant l'invention, l'unité de commande 6 est reliée à des détecteurs permettant de transmettre à chaque 15 instant l'état de la transmission, c'est-à-dire l'état ouvert ou fermé de l'embrayage, le rapport de vitesse engagée de la boîte de vitesses et, dans le cas d'une boîte comportant un convertisseur de couple, le taux de conversion du convertisseur. En outre, l'unité de commande 6 est reliée à des capteurs tels que des capteurs de glissement ou de blocage de chacune des 20 roues du véhicule automobile, ces capteurs pouvant être des capteurs d'un système anti-blocage de roues (ABS), d'un système de correction de trajectoire (ESP) ou d'un système anti-patinage (ASR), dans le cas o le véhicule est équipé de tels systèmes.
Sur la figure 2, on a représenté de manière schématique le principe 25 d'action du système de diminution du rayon de braquage selon l'invention du véhicule automobile.
Dans le cas o les conditions de mise en oeuvre du procédé de diminution du rayon de braquage sont détectées par l'unité de commande 6, l'unité de commande 6 assure l'application d'un couple de lacet à la caisse 2 30 du véhicule automobile en un point d'application 8, le couple de lacet étant représenté par la flèche courbe 9. Le couple de lacet supplémentaire 9 résulte d'une action de freinage sur les roues 3a et 3b disposées vers l'intérieur de la trajectoire courbe commandée par l'action du conducteur sur le volant, cette action de freinage étant représentée par les flèches 1 Oa sur la roue avant intérieure et 10b sur la roue arrière intérieure du véhicule automobile 1 et, simultanément, par une action motrice représentée par les flèches 11, sur chacune des roues motrices avant 3a du véhicule automobiles. 5 La trajectoire du véhicule automobile, lors du braquage, est représentée par la flèche en pointillés 12.
Une des caractéristiques essentielles du procédé suivant l'invention est que ce procédé est totalement transparent pour le conducteur du véhicule automobile, c'est-à-dire qu'il ne contrarie pas la volonté du conducteur 10 en ce qui concerne l'accélération et/ou le freinage du véhicule.
De manière à respecter totalement la volonté du conducteur, une consigne d'effort longitudinal moteur sur le véhicule automobile est élaborée à partir des signaux d'enfoncement de pédales de frein et d'accélérateur par l'unité de commande 6.
Le procédé suivant l'invention consiste donc, lorsque les conditions pour sa mise en oeuvre ont été détectées, d'élaborer un couple de lacet ayant une valeur de consigne (dépendant de l'angle du volant, de la vitesse du véhicule et éventuellement du régime moteur détectés), tout en maintenant un effort longitudinal moteur correspondant à la volonté du conducteur 20 et donc à la valeur de consigne élaborée.
Sur la figure 3, on a représenté les différentes forces et différents couples mis en jeu dans une opération de réduction du diamètre de braquage du véhicule automobile, suivant l'invention, dans le cas o le conducteur a actionné le volant de manière à faire tourner le véhicule vers la gau25 che. Bien entendu, une description correspondante pourrait être donnée dans le cas d'un virage vers la droite, avec des concepts se déduisant par symétrie de ceux développés dans le cas d'un virage à gauche.
L'unité de commande 6 pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention détermine les paramètres de conduite du véhicule, c'est-àdire 30 l'effort moteur de consigne (par exemple sous forme d'un couple) à diriger vers le moteur 4 du véhicule automobile (Fmot) et les consignes d'effort de freinage Favge Favd, Farg, Fard (par exemple sous la forme d'une force ou d'une pression de freinage) à diriger sur chacune des roues du véhicule automo- il bile, de manière que le moteur 4 et les systèmes de freinage des roues soient pilotés pour satisfaire les valeurs de consigne.
Les valeurs de l'effort moteur et des différents efforts de freinage des roues sont déterminées par les deux équations suivantes Frésuitante = 2. Fmot.Cos(k)-Favg. cos(X)-Favd CoS(?W)-FargFard Miacet = 2. Fmot.(L.sin(%)+ V.cos( k)-Favg. (L.sin(X)+V.cos(.)"-Favd.(Lsin(X)V.cos(k")+Farg.V-Fard.V.
Dans ces équations et sur la figure 3, la signification des différents symboles est la suivante: Frésuitante effort longitudinal moteur exercé sur le véhicule automobile, cette valeur devant être rendue égale, par réglage des efforts moteurs et de freinage à une valeur de consigne élaborée dépendant de l'enfoncement des pédales d'accélération et de freinage par le conducteur du véhicule.
L'effort longitudinal moteur est égal à la résultante de l'effort d'accélé15 ration Facce, et des efforts de décélération avant et arrière Favdécel et Fardécel, comme indiqué sur la figure 3.
Miacet moment de lacet supplémentaire exercé sur le véhicule automobile dans le cadre du procédé suivant l'invention, cette valeur du moment de lacet pouvant être rendue égale à une valeur de consigne prédéterminée qui 20 peut elle-même être fonction de l'angle de volant et de la vitesse.
Fmot: effort moteur exercé par le moteur sur les roues motrices 3a, 3b qui est traduit par une consigne de couple pour la commande du moteur.
Favg, Favd, Farg et Fard: efforts de freinage sur chacune des roues avant gauche, avant droite, arrière gauche et arrière droite, k.: angle de braquage moyen des roues avant par rapport à l'axe longitudinal du véhicule automobile déduit de l'angle du volant mesuré par un capteur. L'angle X est positif quand on braque à gauche en marche avant, négatif quand on braque vers la droite et nul lorsque le véhicule est dirigé en ligne droite.
L et V: ces paramètres sont, respectivement, l'empattement et la voie du véhicule automobile, c'est-à-dire la distance entre les axes des roues extrêmes et entre les axes des roues avant, respectivement.
La résolution des équations, en prenant pour valeur de Frésuitante la valeur de consigne calculée par l'unité de commande et comme valeur de Mlacet la valeur de consigne prédéterminée, permet de déterminer les valeurs de consigne des paramètres Fmot, Favg, Favd, Farg et Fard qui permettent à leur 5 tour de commander le moteur et le système de freinage pour créer le moment de lacet voulu, tout en respectant la volonté d'effort longitudinal moteur exprimée par le conducteur du véhicule automobile.
Le système d'équation est un système à deux équations et à cinq inconnues; de ce fait, les valeurs de consigne restent indéterminées si l'on ne 10 précise pas certaines conditions d'application du procédé.
Tout d'abord, de manière à optimiser l'effet de surbraquage du véhicule automobile tout en limitant l'énergie perdue du fait des forces motrices et de freinage imposées par le système de diminution du diamètre de braquage, dans le cas de l'exemple d'application choisi, on ne réalise un frei15 nage que des roues intérieures au virage, c'est-à-dire les deux roues gauches 3a et 3b représentées sur les figures 2 et 3. De plus, de manière à répartir d'une manière constante l'effort de freinage entre l'essieu avant et l'essieu arrière, on impose un certain rapport entre les forces de freinage sur les roues arrière et sur les roues avant. Ce rapport constant sera désigné par r0. 20 De ce fait, les paramètres relatifs au freinage sont les suivants: Favd = O Fard = Fard + Farg = ro.(Favg + Favd).
Le système d'équation donnant Frésuitante et Miacet se simplifie sous la 25 forme suivante: Favd = O Fard = O Farg = ro.Favg Frésultante = 2 Fmot. cos(X)-Favg. cos(?f)-Farg Miacet = 2.Fmot.(L.sin(X)+V.cos(k))-Favg.(L. sin(%)+V.cos("))-Farg.V.
On est donc en fait en présence d'un système de trois équations à trois inconnues avec une valeur de X non nulle (braquage du volant supérieur à une valeur de seuil). Le système est ainsi parfaitement déterminé, ce qui donne les valeurs suivantes pour l'effort moteur et les efforts de freinage Favy- Frésultante( i+ Mlacet rO t L-.())rotan(, ) rOLan) Fa=g_1+ V _ Mlacet Farg = Frésuitante (t L.tan(),) L.tan(.) Fmot = Frésuvtan(e) f I 1 1Vtan() -2 'ro L.sin(i) ' L-ro I -lacet'2.L.sin(2,) 2-L-rotan(2) Favd = O Fard = 0.
Les valeurs de consigne de Frésuitante et de Mlacet permettent à l'unité de commande 6 de calculer les valeurs de consigne du freinage sur les 10 roues du véhicule et de l'effort moteur, I'angle X étant défini par l'angle du volant et les grandeurs géométries L et V, des constantes du véhicule automobile.
Les valeurs de consigne correspondantes sont transmises au moteur sous forme d'une commande de couple moteur et aux roues sous forme 15 d'une consigne de freinage (force ou pression).
Le paramètre r0 peut être utilisé comme valeur de réglage en temps réel, pour faire varier la répartition du freinage entre les roues avant et arrière, de manière à régler la stabilité de la caisse du véhicule automobile et l'efficacité du surbraquage, pendant le virage.
La consigne d'effort moteur est appliquée au moteur du véhicule automobile en tenant compte des informations fournies à l'unité de commande 6 sur l'état de la transmission, c'est-à-dire le rapport de vitesse engagé etl'état de l'embrayage ou du coupleur du véhicule automobile.
La consigne réelle appliquée au moteur du véhicule automobile est 25 donc élaborée à partir de l'effort moteur déterminé par résolution du système d'équations en tenant compte du rapport de vitesse engagé et de l'état de l'embrayage pour déterminer la consigne de couple.
Dans le cas d'une boîte de vitesses manuelle, si l'information du rapport de vitesse engagé n'est pas disponible, I'unité de commande définit le 30 rapport engagé par comparaison du régime moteur et de la vitesse du véhicule automobile. L'unité de commande n'applique les consignes de freinage et d'effort moteur que lorsque l'estimation d'un rapport de vitesse de la boîte a été déterminée comme correcte. L'état de l'embrayage, ouvert ou fermé, n'intervient pas dans cette estimation du rapport de vitesse engagé.
La fonction de réduction du diamètre de braquage est interrompue dans le cas o l'on rencontre l'une au moins des situations suivantes: - le glissement de l'une au moins des quatre roues du véhicule devient supérieur à un seuil, - le désaccouplement de la transmission s'active, l'une au moins des conditions d'activation de la fonction n'est plus remplie.
La fonction est déconnectable en marche arrière selon l'application.
La marche arrière est détectée sur information boîte de vitesse, ou sur une comparaison du signe de la vitesse de lacet (donnée par l'ESP) et de l'angle 15 volant.
Lorsque le procédé selon l'invention est activé alors que le véhicule roule avec le moteur tournant à un régime de ralenti, sans consigne d'accélération ou de freinage du conducteur, l'unité de commande effectue une phase d'observation des couples de frein et moteur mis en oeuvre pour 20 maintenir le régime moteur du véhicule constant. A partir de cette observation des couples, l'unité de commande évalue un coefficient correctif à appliquer sur les efforts résultant du calcul, en fonction de l'écart constaté entre les efforts calculés à partir du système d'équation et les efforts appliqués pour maintenir le régime de ralenti du moteur.
Dans le cas o le couple moteur nécessaire pour maintenir le moteur à régime constant est trop important (dans ce cas, les consignes de freinage calculées sont trop importantes et les équations ne sont pas satisfaites), l'unité de commande entre en mémoire un coefficient correctif à appliquer sur les consignes de freinage (ou sur la consigne moteur) permettant de re30 médier à ce défaut.
Cette détermination d'un coefficient correctif n'est nécessaire, pour obtenir une bonne condition de mise en oeuvre du procédé, que lorsque certaines pièces d'usure du système de freinage ou de propulsion (plaquettes ou disques de freinage et embrayage par exemple) voient leurs propriétés changées au cours du temps.
Dans le cas o le temps de réponse du système de freinage du véhicule est supérieur au temps de réponse du système de commande du mo5 teur, l'unité de commande utilise une information traduisant le couple réel appliqué par le moteur de propulsion en réponse à la consigne de l'unité de commande pour synchroniser les consignes envoyées vers le système de freinage avec la réponse du moteur de propulsion.
Inversement, dans le cas o le temps de réponse du système de frei10 nage est inférieur au temps de réponse du moteur de propulsion à une consigne de couple moteur, l'unité de commande utilise une information sur les couples réels appliqués par le système de freinage en réponse aux consignes de freinage pour synchroniser l'application des consignes de couple moteur envoyées au moteur du véhicule automobile avec la réponse du 15 système de freinage.
On accroît ainsi la transparence de la fonction de diminution du diamètre de braquage pendant les phases transitoires mettant en jeu des variations importantes de consigne de freinage et de couple moteur.
De manière à limiter l'effet sur les mouvements de la caisse 2 du vé20 hicule 1 des actions de freinage exercées sur l'essieu arrière du véhicule commandées pour la mise en oeuvre du procédé, l'unité de commande émet une consigne de raidissement de l'essieu arrière pendant l'application du moment supplémentaire de braquage au véhicule automobile. On peut également commander un raidissement du train avant, si nécessaire, en fonc25 tion des caractéristiques des trains de roues du véhicule.
Dans le cas o le système de suspension du véhicule automobile permet un pilotage de la raideur de la suspension, la consigne se traduit par un passage de la suspension dans un état plus ferme.
Si le système de suspension permet un pilotage des moyens amortis30 seurs de la suspension, la consigne de réglage de la suspension se traduit par un passage dans un état très amorti sur l'essieu arrière ou sur la roue arrière sur laquelle on assure le freinage.
Si le système de suspension du véhicule automobile permet un pilotage de l'effort de suspension, la consigne de suspension se traduit par une correction rapide de l'assiette du véhicule automobile.
On peut ainsi limiter fortement les effets ressentis par le conducteur 5 et/ou les passagers du véhicule dus à des mouvements de la caisse du véhicule, lors de la mise en fonctionnement du système de diminution du diamètre de braquage.
Comme déjà indiqué plus haut, les consignes de freinage sur les différentes roues peuvent être des consignes d'efforts ou de pressions de frei10 nage et la consigne d'effort à appliquer par le moteur, une consigne de couple moteur.
Dans le cas o le véhicule automobile dispose d'un système antibloquage de roues (ABS) et/ou de correction de trajectoire (ESP) et/ou d'un dispositif anti-patinage (ASR), ces systèmes restent prioritaires sur la fonc15 tion de diminution du diamètre de braquage du véhicule obtenue par le procédé de l'invention.
Les dispositifs de freinage, de propulsion et de transmission du véhicule automobile fournissent à l'unité de commande 6 une information concernant leur état de fonctionnement, sous une forme binaire (soit corres20 pondant à un fonctionnement nominal, soit correspondant à un fonctionnement dégradé). Dans le cas d'une détection d'un fonctionnement totalement nominal, c'est-à-dire dans le cas o l'on ne détecte aucun état dégradé, les consignes relatives à l'application du procédé de l'invention sont appliquées alors que, dans le cas de la détection d'un fonctionnement dégradé, les 25 consignes ne sont plus appliquées.
Il est à remarquer que l'une des caractéristiques de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention est le maintien du rapport de vitesse engagé de la transmission, au moment o les conditions de mise en oeuvre de la fonction de diminution du diamètre de braquage sont détectées. L'état de la 30 transmission est alors pris en compte pour la détermination des valeurs de consigne, en fonction du rapport de vitesse engagé détecté ou déterminé.
L'unité de commande 6 pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention peut être implantée dans un calculateur d'un des systèmes de contrôle existant sur le véhicule (contrôle de freinage, de suspension, contrôle de moteur ou de transmission). Cette unité de commande peut être également constituée par un calculateur spécifique à la fonction.
De manière générale, l'invention s'applique à tout véhicule automobile 5 comportant un système de freinage indépendant sur chacune de ses roues, un moteur de propulsion et une transmission ainsi qu'au moins deux roues directrices reliées à un système de direction.

Claims (10)

REVENDICATIONS
1.- Procédé de réduction du diamètre de braquage d'un véhicule automobile (1) comportant au moins quatre roues (3a, ,3b), un moteur (4) pour fournir une force motrice à au moins deux roues (3a) du véhicule automobile 5 par l'intermédiaire d'une transmission (5) comportant une boîte de vitesses et un embrayage, des moyens de commande d'accélération du moteur (4) et un système de freinage indépendant sur au moins deux roues (3a, 3b) du véhicule automobile (1) qui peuvent être commandés par le conducteur du véhicule automobile et un système de direction permettant d'orienter au 10 moins deux roues (3a) du véhicule autour d'un axe vertical, des moyens de détection de la vitesse du véhicule, des moyens de commande du système de direction pour imposer une consigne d'angle de braquage des roues, dans lequel, lorsqu'on détecte simultanément une consigne de braquage supérieure à un angle prédéterminé et une vitesse du véhicule inférieure à 15 une vitesse de seuil, on exerce automatiquement, sur le véhicule automobile (1), un moment de lacet produit par un freinage sur au moins une roue (3a, 3b) du véhicule et une action motrice sur les roues entraînées (3a), caractérisé par le fait qu'on détermine une valeur d'effort longitudinal résultant de consigne appliqué au véhicule automobile (1), à partir de l'une au moins 20 d'une consigne d'accélération et de freinage imposée par le conducteur du véhicule et qu'on règle de manière automatique la force motrice du moteur (4) du véhicule automobile et les forces de freinage sur chacune des roues (3a, 3b) du véhicule (1) soumises au freinage, pour obtenir un moment de lacet prédéterminé et la valeur d'effort moteur longitudinal déterminée à par25 tir de la consigne d'accélération et/ou de freinage.
2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que lorsqu'on détecte simultanément une consigne de braquage supérieure à un angle prédéterminé et une vitesse du véhicule inférieure à une vitesse de seuil, on détermine l'état de la transmission (5) du véhicule automobile et en 30 particulier le rapport de vitesse de la boîte de vitesses qui est engagé et on maintient le rapport de vitesse pour mettre en oeuvre le procédé de réduction du diamètre de braquage.
3.- Procédé de réduction suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'on exerce automatiquement sur le véhicule automobile un moment de lacet lorsqu'on détecte, simultanément, en plus d'une consigne de braquage supérieure à un angle prédéterminée et une 5 vitesse du véhicule inférieure à une vitesse de seuil, un régime ou vitesse de rotation du moteur compris dans un intervalle prédéterminé.
4.- Procédé de réduction suivant l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisé par le fait que, pour limiter l'effet sur les mouvements d'une caisse (2) du véhicule (1) portée par les roues (3a, 3b), d'un freinage 10 sur au moins une roue du véhicule automobile pour engendrer un moment de lacet, on émet une consigne de raidissement de la suspension des roues arrière (3b) et/ou des roues avant du véhicule automobile.
5.- Procédé de réduction suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que, dans le cas d'un véhicule automobile comportant un système de 15 suspension des roues arrière permettant de piloter la raideur de la suspension, on émet une consigne se traduisant par un passage à un état plus ferme de la suspension.
6.- Procédé de réduction suivant la revendication 4, dans le cas d'un véhicule automobile comportant un système de suspension des roues ar20 rière (3b) du véhicule permettant le pilotage de moyens amortisseurs de la suspension des roues arrière (3b), la consigne de raidissement se traduit par un passage dans un état d'amortissement accru de moyens d'amortissement de l'essieu arrière ou d'une roue arrière (3b) sur laquelle on effectue un freinage.
7.- Procédé de réduction selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on détermine la valeur de réglage de la force motrice du moteur (4) du véhicule automobile et les forces de freinage sur chacune des roues du véhicule automobile, à partir du système d'équation suivant: Frésultante = 2. Fmot.cos(X)-Favg. cos(?,)-Favd cos(X)-Farg-Fard Miacet = 2.Fmot.(L.sin(%)+V.cos(,)"-Favg.(L.sin(2()+V.cos(?b)-Favd.(Lsin (X)V. cos(X))+Farg.V-Fard.V dans lequel: Frésuitante: effort moteur longitudinal exercé sur le véhicule automobile, Miacet: moment de lacet supplémentaire exercé sur le véhicule automobile dans le cadre du procédé suivant l'invention, Fmot: effort moteur exercé par le moteur sur les roues motrices (3a, 3b) qui est traduit par une consigne de couple pour la commande du moteur.
Favg, Favd, Farg et Fard: efforts de freinage sur chacune des roues avant gauche, avant droite, arrière gauche et arrière droite, respectivement, X: angle de braquage moyen des roues avant par rapport à l'axe longitudinal du véhicule automobile déduit de l'angle du volant mesuré par un capteur. L'angle X est positif quand on braque à gauche en marche avant, néga10 tif quand on braque vers la droite et nul lorsque le véhicule est dirigé en ligne droite, L et V: ces paramètres sont, respectivement, l'empattement et la voie du véhicule automobile, c'est-à- dire la distance entre les axes des roues extrêmes et entre les axes des roues avant, respectivement, la force résultante Frésuitante étant égale à une valeur d'effort longitudinal moteur déterminée à partir de consignes d'accélération et de freinage imposées par le conducteur et le moment de lacet Mlacet étant fixé à une valeur prédéterminée.
8.- Procédé de réduction suivant la revendication 7, caractérisé par le 20 fait qu'on impose des forces de freinage pour obtenir le moment de lacet, uniquement du côté intérieur de la trajectoire du véhicule automobile pendant le braquage, les forces de freinage sur les roues disposées du côté externe de la trajectoire du véhicule automobile étant fixées à une valeur nulle, et qu'on impose un rapport entre les forces de freinage sur les roues arrière 25 et avant du véhicule automobile, la force motrice du moteur du véhicule automobile et les forces de freinage étant déterminées de manière unique pour obtenir une limitation de l'énergie perdue en force motrice et de freinage opposées et une répartition déterminée de l'effort de freinage entre les roues avant et les roues arrière du véhicule automobile.
9.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'on détecte un état de fonctionnement (nominal ou dégradé) du moteur (4) du véhicule automobile, de la transmission (5) et des systèmes de freinage et qu'on n'effectue le réglage de la force motrice du mo- teur (4) et des forces de freinage sur les roues (3a, 3b) du véhicule pour réduire le diamètre de braquage que si aucun état dégradé n'est détecté.
10.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'on interrompt la fonction de réduction du diamètre de braquage, lorsque l'on rencontre au moins l'une des situations suivantes: - le glissement de l'une au moins des roues (3a, 3b) du véhicule automobile (1) est supérieur à un seuil, - le désaccouplement de la transmission (5) s'active, - l'une au moins des conditions d'activation (angle de braquage infé10 rieur à un angle prédéterminé, vitesse du véhicule inférieure à une vitesse de seuil et régime du moteur dans un intervalle de vitesse de rotation prédéterminé) n'est plus remplie.
1i1.- Véhicule automobile (1) comportant au moins quatre roues (3a, 3b), un moteur (4) pour fournir une force motrice à au moins deux roues (3a) 15 du véhicule automobile par l'intermédiaire d'une transmission (5) comportant une boîte de vitesses et un embrayage, des moyens de commande d'accélération du moteur (4) et un système de freinage indépendant sur au moins deux roues (3a, 3b) du véhicule automobile (1) qui peuvent être commandés par le conducteur du véhicule automobile et un système de direction permet20 tant d'orienter au moins deux roues (3a) du véhicule autour d'un axe vertical, des moyens de détection de la vitesse du véhicule, des moyens de commande du système de direction pour imposer une consigne d'angle de braquage des roues, et une unité de commande (6) de l'action motrice du moteur (4) et des systèmes de freinage des roues (3a, 3b) pour exercer auto25 matiquement, sur le véhicule automobile (1) un moment de lacet produit par un freinage sur au moins une roue (3a, 3b) du véhicule et une action motrice sur les roues entraînées (3a), lorsqu'on détecte simultanément une consigne de braquage supérieure à un angle prédéterminé et une vitesse du véhicule inférieure à une vitesse de seuil, caractérisé par le fait que l'unité de com30 mande (6) comporte des moyens pour déterminer une valeur d'effort longitudinal moteur sur le véhicule automobile (1), à partir de l'une au moins d'une consigne d'accélération et de freinage imposée par le conducteur du véhicule et des moyens pour régler de manière automatique la force motrice du moteur (4) du véhicule automobile et les forces de freinage sur chacune des roues (3a, 3b) du véhicule (1) soumises au freinage, pour obtenir un moment de lacet prédéterminé et la valeur d'effort moteur longitudinal déterminée à partir de la consigne d'accélération et/ou de freinage.
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