FR2861044A1

FR2861044A1 - Motor vehicle, has control unit to vary gear ratio during oversteering when driver turns steering wheel for recovery of vehicle, where ratio is high and less when vehicle speed is increased and reduced, respectively

Info

Publication number: FR2861044A1
Application number: FR0312178A
Authority: FR
Inventors: Remy Delplace; Guillaume Lefranc
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2005-04-22
Anticipated expiration: 2023-10-17
Also published as: FR2861044B1

Abstract

The vehicle has a detection unit (30) for detecting situation of oversteering of the vehicle when the vehicle follows a curved path. A control unit (26) varies the gear ratio of a gearbox (25) during the oversteering when the driver turns a steering wheel (22) in direction corresponding to recovery of the vehicle. The ratio is high when speed of vehicle is increased and is less when the speed is reduced. An independent claim is also included for a method for management of a steering device of a vehicle.

Description

L'invention concerne en général les véhicules automobiles et les méthodesThe invention generally relates to motor vehicles and methods

d'assistance à la conduite de ces véhicules. assistance with driving these vehicles.

Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier aspect, un véhicule automobile comprenant des roues avant et un dispositif de direction muni d'un volant, d'un réducteur liant en rotation le volant aux roues avant et présentant un rapport de démultiplication variable, et des moyens de commande du réducteur, le rapport de démultiplication étant défini comme l'angle de rotation du volant divisé par l'angle de rotation des roues avant résultant de la rotation du volant. More precisely, the invention relates, according to a first aspect, to a motor vehicle comprising front wheels and a steering device provided with a steering wheel, a gearbox which rotates the steering wheel to the front wheels and has a variable gear ratio. , and control means of the gearbox, the gear ratio being defined as the angle of rotation of the steering wheel divided by the angle of rotation of the front wheels resulting from the rotation of the steering wheel.

Des véhicules de ce type sont connus de l'art antérieur, la direction à démultiplication variable permettant notamment de faciliter les man uvres de stationnement en réduisant l'amplitude de la rotation du volant nécessaire pour braquer complètement les roues. Vehicles of this type are known from the prior art, the variable gearing direction in particular to facilitate parking maneuvers by reducing the amount of rotation of the wheel necessary to completely turn the wheels.

Les problèmes de survirage ont été identifiés depuis longtemps par les constructeurs automobiles. Dans une telle situation, un véhicule suivant une courbe a tendance à rentrer à l'intérieur de la courbe, comme le montre la figure lB. Le train arrière se dérobe, et le véhicule prend de la dérive et part en tête-à-queue si le conducteur ne réagit pas. Oversteerage problems have long been identified by car manufacturers. In such a situation, a vehicle following a curve tends to enter the curve as shown in FIG. The rear axle recedes, and the vehicle drifts and spins when the driver does not react.

Pour redresser un véhicule qui part en survirage, le conducteur doit contre-braquer rapidement les roues et les tourner vers l'extérieur de la courbe. Il peut ainsi stabiliser son véhicule, comme sur la figure 1C. Quand le véhicule est redressé, le conducteur braque de nouveau les roues vers l'intérieur de la courbe, pour le replacer dans sa trajectoire normale et suivre la courbe. To straighten a vehicle that is oversteering, the driver must quickly counter-steer the wheels and turn them out of the curve. He can thus stabilize his vehicle, as in Figure 1C. When the vehicle is straightened, the driver shifts the wheels back to the inside of the curve, to put it back in its normal trajectory and follow the curve.

Les figures 2A et 2B illustrent l'évolution de l'angle volant (en degrés), de la vitesse de lacet du véhicule (en degrés par seconde) et du rapport de démultiplication du dispositif de direction en fonction du temps (en secondes) pendant la séquence décrite ci-dessus, pour un véhicule selon l'art antérieur. FIGS. 2A and 2B illustrate the evolution of the steering angle (in degrees), the yaw rate of the vehicle (in degrees per second) and the gear ratio of the steering device as a function of time (in seconds) during the sequence described above, for a vehicle according to the prior art.

Dans ces schémas, la zone 1 correspond à la période où le véhicule aborde la courbe, avant que la situation de survirage advienne. In these diagrams, zone 1 corresponds to the period when the vehicle approaches the curve, before the situation of oversteer occurs.

L'angle volant augmente progressivement, traduisant le fait que le conducteur tourne le volant pour orienter les roues du côté intérieur de la courbe par rapport à la direction de déplacement longitudinale du véhicule, de façon à ce que le véhicule suive la courbe. En conséquence, la vitesse de lacet du véhicule augmente elle aussi. The steering angle increases gradually, reflecting the fact that the driver turns the steering wheel to orient the wheels on the inside of the curve relative to the direction of longitudinal movement of the vehicle, so that the vehicle follows the curve. As a result, the yaw rate of the vehicle also increases.

La zone 2 correspond à la situation de survirage du véhicule, avant que le conducteur commence à contre-braquer. Zone 2 corresponds to the situation of oversteer of the vehicle, before the driver begins to counter-steer.

L'angle volant reste stable et la vitesse de lacet 15 reste stable également. The flying angle remains stable and the yaw rate 15 remains stable as well.

La zone 3 correspond à la période pendant laquelle le conducteur essaye de redresser le véhicule en dé-braquant les roues puis en les contrebraquant vers l'extérieur de la courbe. Le débraquage correspond à la période pendant laquelle les roues sont toujours orientées du côté intérieur de la courbe, le conducteur tournant le volant pour réduire l'angle des roues par rapport à la direction longitudinale jusqu'à l'annuler. Le contre-braquage suit la période de débraquage, et correspond à la période pendant laquelle le conducteur continue à tourner le volant dans le même sens, les roues étant orientées vers l'extérieur de la courbe, et l'angle formé par les roues avec la direction longitudinale augmentant. Zone 3 is the period during which the driver attempts to straighten the vehicle by deflecting the wheels and then counter-shifting them out of the curve. De-legging is the period during which the wheels are always oriented on the inside of the curve, the driver turning the steering wheel to reduce the angle of the wheels relative to the longitudinal direction until canceling it. The counter-steering follows the debraking period, and corresponds to the period during which the driver continues to turn the steering wheel in the same direction, the wheels being oriented towards the outside of the curve, and the angle formed by the wheels with the longitudinal direction increasing.

Pendant la période de débraquage, l'angle volant diminue jusqu'à s'annuler, le zéro correspondant à la situation dans laquelle les roues sont orientées suivant la direction longitudinale. Pendant la période de contre-braquage, l'angle volant devient négatif. During the period of debraking, the flying angle decreases to zero, the zero corresponding to the situation in which the wheels are oriented in the longitudinal direction. During the counter-steering period, the steering angle becomes negative.

La vitesse de lacet suit l'évolution de l'angle volant avec un déphasage. Elle reste d'abord constante, approximativement pendant toute la période de débraquage. The yaw rate follows the evolution of the flying angle with a phase shift. It remains at first constant, approximately during the whole period of debrapping.

Puis, pendant la période de contre-braquage, elle se réduit très rapidement jusqu'à s'annuler et continue à décroître pour prendre des valeurs négatives. Cette évolution traduit le fait que le véhicule cesse progressivement de prendre de la dérive puis se redresse, c'est-à-dire pivote en sens inverse, l'avant du véhicule tournant vers l'extérieur de la courbe. Then, during the counter-steering period, it is reduced very quickly until it cancels itself and continues to decrease to take negative values. This evolution reflects the fact that the vehicle gradually stops taking the drift and then straightened, that is to say, rotates in the opposite direction, the front of the vehicle turning outwardly of the curve.

Enfin, la zone 4 correspond à la période pendant laquelle le conducteur réduit le contre-braquage des roues et replace le véhicule dans sa trajectoire normale, suivant la courbe. Finally, the zone 4 corresponds to the period during which the driver reduces the counter steering of the wheels and places the vehicle in its normal trajectory, following the curve.

L'angle volant augmente jusqu'à zéro, et peut redevenir positif, en fonction du tracé de la courbe. L'angle formé par les roues vers l'extérieur de la courbe se réduit et s'annule, puis les roues sont progressivement réorientées du côté intérieur de la courbe. The flying angle increases to zero, and can become positive again, depending on the plot of the curve. The angle formed by the wheels towards the outside of the curve is reduced and vanishes, and then the wheels are gradually reoriented on the inner side of the curve.

La vitesse de lacet du véhicule évolue toujours de façon déphasée par rapport à l'angle volant. Elle continue à diminuer pendant le début de la zone 4. Puis elle augmente progressivement jusqu'à s'annuler et devenir positive, mais atteint zéro à un instant postérieur à l'instant auquel l'angle volant s'est annulé. Le véhicule est considéré comme complètement stabilisé quand la vitesse de lacet est redevenue positive. The yaw rate of the vehicle always evolves out of phase with the flying angle. It continues to decrease during the start of zone 4. Then it gradually increases until it cancels out and becomes positive, but reaches zero at a moment later than the moment at which the flying angle has canceled. The vehicle is considered completely stabilized when the yaw rate has returned to positive.

La figure 2B montre que pendant toute cette séquence le rapport de démultiplication reste le même. Figure 2B shows that throughout this sequence the gear ratio remains the same.

Dans ce contexte, la présente invention a pour but de faciliter le contrôle du véhicule par le conducteur en situation de survirage et d'augmenter la sécurité. In this context, the present invention aims to facilitate the control of the vehicle by the driver in oversteer and increase safety.

A cette fin, le véhicule de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que qu'il comprend des moyens de détection pour, quand le véhicule suit une courbe, détecter une situation de survirage du véhicule, les moyens de commande, dans la situation de survirage, faisant varier le rapport de démultiplication quand le conducteur tourne le volant dans un sens correspondant à un redressement du véhicule. To this end, the vehicle of the invention, furthermore in accordance with the generic definition given in the preamble above, is essentially characterized in that it comprises detection means for, when the vehicle follows a curve detecting an oversteer situation of the vehicle, the control means, in the oversteer situation, varying the gear ratio when the driver turns the steering wheel in a direction corresponding to a recovery of the vehicle.

Dans un mode de réalisation possible de l'invention, les moyens de commande, dans la situation de survirage, font varier le rapport de démultiplication dans le sens d'une réduction quand le conducteur tourne le volant dans un sens correspondant à un redressement du véhicule. In a possible embodiment of the invention, the control means, in the oversteer situation, vary the gear ratio in the direction of a reduction when the driver turns the steering wheel in a direction corresponding to a recovery of the vehicle .

Avantageusement, les moyens de détection comprennent des moyens pour mesurer ou estimer des grandeurs caractéristiques du comportement dynamique du véhicule, et des moyens de calcul munis d'un modèle dynamique du véhicule utilisant les grandeurs mesurées ou estimées. Advantageously, the detection means comprise means for measuring or estimating quantities characteristic of the dynamic behavior of the vehicle, and calculation means provided with a dynamic model of the vehicle using the measured or estimated quantities.

De préférence, les grandeurs caractéristiques du comportement dynamique du véhicule comprennent au moins la vitesse de lacet, la vitesse longitudinale, et l'angle volant. Preferably, the characteristic quantities of the dynamic behavior of the vehicle comprise at least the yaw rate, the longitudinal speed, and the steering angle.

Par exemple, les moyens de commande font varier le rapport de démultiplication, quand le conducteur tourne le volant dans un sens correspondant à un redressement du véhicule, de façon proportionnelle à la différence entre une vitesse de lacet théorique calculée par le modèle dynamique, et la vitesse de lacet mesurée ou estimée. For example, the control means vary the gear ratio, when the driver turns the steering wheel in a direction corresponding to a rectification of the vehicle, proportionally to the difference between a theoretical yaw rate calculated by the dynamic model, and the yaw rate measured or estimated.

Avantageusement, les moyens de commande font varier le rapport de démultiplication, quand le conducteur tourne le volant dans un sens correspondant à un redressement du véhicule, de façon proportionnelle à la différence entre une accélération transversale théorique calculée par le modèle dynamique, et l'accélération transversale mesurée ou estimée. Advantageously, the control means vary the gear ratio, when the driver turns the steering wheel in a direction corresponding to a rectification of the vehicle, proportionally to the difference between a theoretical transversal acceleration calculated by the dynamic model, and the acceleration transverse measured or estimated.

De préférence, les moyens de commande, dans la situation de survirage, font varier le rapport de démultiplication dans le sens d'une augmentation quand la différence entre une vitesse de lacet théorique calculée 2861044 5 par le modèle dynamique, et la vitesse de lacet mesurée ou estimée, commence à décroître. Preferably, the control means, in the oversteer situation, vary the gear ratio in the direction of an increase when the difference between a theoretical yaw rate calculated by the dynamic model, and the measured yaw rate. or estimated, begins to decrease.

Selon un second aspect, l'invention concerne une méthode de gestion du dispositif de direction d'un véhicule présentant les caractéristiques cidessus, dans une situation de survirage, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins les étapes successives suivantes: 1/ détecter la situation de survirage; 2/ détecter la rotation du volant par le conducteur dans le sens correspondant à un redressement du véhicule; 3/ faire varier le rapport de démultiplication du réducteur du dispositif de direction. According to a second aspect, the invention relates to a management method of the steering device of a vehicle having the above characteristics, in a situation of oversteer, characterized in that it comprises at least the following successive steps: 1 / detect the oversteer situation; 2 / detect the rotation of the steering wheel by the driver in the direction corresponding to a recovery of the vehicle; 3 / vary the reduction gear ratio of the steering gear reducer.

Avantageusement, le rapport de démultiplication varie dans le sens d'une réduction à l'étape 3/. Advantageously, the gear ratio varies in the direction of a reduction in step 3 /.

De préférence, l'étape 3/ comprend les sous-étapes suivantes: 31/ mesurer ou estimer la vitesse de lacet du véhicule ou son accélération transversale; 32/ calculer la vitesse de lacet du véhicule ou son 20 accélération transversale à l'aide d'un modèle dynamique du véhicule; 33/ calculer la différence entre les vitesses de lacet calculée à la sousétape 32/ et mesurée/estimée à la sous-étape 31/, ou la différence entre les accélérations transversales calculée à la sous-étape 32/ et mesurée/estimée à la sous-étape 31/; 34/ faire varier le rapport de démultiplication proportionnellement à la différence calculée à la sous-étape 33/. Preferably, step 3 / comprises the following substeps: 31 / measuring or estimating the yaw rate of the vehicle or its transverse acceleration; Calculating the vehicle yaw rate or transverse acceleration thereof using a dynamic vehicle model; 33 / calculating the difference between the calculated yaw rate at substep 32 / and measured / estimated at substep 31 /, or the difference between the transverse accelerations calculated at substep 32 / and measured / estimated at -step 31 /; 34 / vary the gear ratio proportionally to the difference calculated in sub-step 33 /.

Par exemple, la méthode comprend, après l'étape 3/, les étapes successives suivantes: 4/ détecter la réduction de la différence entre les vitesses de lacet calculée à la sous-étape 32/ et mesurée/estimée à la sous-étape 31/; 5/ faire varier le rapport de démultiplication dans le sens d'une augmentation. For example, the method comprises, after step 3 /, the following successive steps: 4 / detecting the reduction of the difference between the yaw rates calculated in substep 32 / and measured / estimated in substep 31 /; 5 / vary the gear ratio in the direction of an increase.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles - les figures lA à 1C sont des représentations schématiques de véhicules selon l'art antérieur respectivement dans une situation de courbe sans survirage, dans une situation de courbe avec survirage sans contre- braquage, et dans une situation de courbe avec survirage et contre- braquage, - les figures 2A et 2B sont des courbes illustrant l'évolution en fonction du temps (en abscisse, exprimé en secondes) de l'angle volant (figure 2A, exprimé en degrés), de la vitesse de lacet (figure 2B, courbe V, échelle de gauche graduée en degrés/seconde) et du rapport de démultiplication (figure 2B, courbe R, échelle de droite), pour le véhicule dans la situation de la figure 1C, - la figure 3 est une vue en perspective du véhicule de l'invention, une partie de la carrosserie étant arrachée pour laisser apparaître le dispositif de direction, - les figures 4A et 4B sont des courbes similaires à celles des figures 2A et 2B, pour le véhicule de la figure 3, la figure 4A représentant le rapport de démultiplication en fonction du temps, la figure 4B représentant l'angle volant (courbe V, exprimée en degrés) et la vitesse de lacet (courbe L, exprimée en degrés par seconde) en fonction du temps, - la figure 5 est un logigramme illustrant la méthode de détermination du rapport de démultiplication du dispositif de direction du véhicule de la figure 3, et - les figures 6A et 6B représentent l'évolution dans le temps de la vitesse de lacet multipliée par la vitesse longitudinale du véhicule (courbe 1) et des limites supérieure et inférieure (courbes sup et inf), respectivement en l'absence de survirage et en situation de survirage. Other characteristics and advantages of the invention will emerge clearly from the description which is given below, by way of indication and in no way limitative, with reference to the appended figures, among which: FIGS. 1A to 1C are schematic representations of vehicles according to the prior art respectively in a curve situation without oversteer, in a situation of curve with oversteer without counter-steering, and in a situation of curve with oversteer and counter-steering, - Figures 2A and 2B are curves illustrating the evolution as a function of time (in abscissa, expressed in seconds) of the flying angle (FIG. 2A, expressed in degrees), of the yaw rate (FIG. 2B, curve V, left scale graduated in degrees / second) and of the gear ratio (FIG. 2B, curve R, right scale), for the vehicle in the situation of FIG. 1C; FIG. 3 is a perspective view of the vehicle of the invention, a part of the body being torn off to reveal the steering device, - Figures 4A and 4B are curves similar to those of Figures 2A and 2B for the vehicle of Figure 3, Figure 4A showing the gear ratio as a function of time FIG. 4B showing the flying angle (curve V, expressed in degrees) and the yaw rate (curve L, expressed in degrees per second) as a function of time; FIG. 5 is a logic diagram illustrating the method of determining the reduction ratio of the vehicle steering device of FIG. 3, and - FIGS. 6A and 6B show the change over time of the yaw rate multiplied by the longitudinal velocity of the vehicle (curve 1) and the upper and lower limits (curves sup and inf), respectively in the absence of oversteer and oversteer.

Le véhicule automobile représenté sur la figure 3 comprend des roues avant 10, et un dispositif de direction 20 commandant la rotation des roues avant 10. The motor vehicle shown in FIG. 3 comprises front wheels 10, and a steering device 20 controlling the rotation of the front wheels 10.

Le dispositif de direction 20 comprend un actionneur de direction 21 agissant sur les roues avant 10 pour les faire tourner, un volant 22, une colonne de direction 23 solidaire en rotation du volant 22, une tige 24 de commande de l'actionneur de direction 21, et un réducteur 25 liant en rotation la colonne de direction 23 et la tige de commande 24. The steering device 20 comprises a steering actuator 21 acting on the front wheels 10 to rotate them, a steering wheel 22, a steering column 23 integral in rotation with the steering wheel 22, a rod 24 for controlling the steering actuator 21 , and a gearbox 25 rotatingly linking the steering column 23 and the control rod 24.

L'actionneur de direction 21 est constitué d'un ensemble pignon/crémaillère connu en soi, dont le pignon est entraîné en rotation par la tige de commande 24 et entraîne en translation transversalement la crémaillère, cette crémaillère entraînant en rotation les roues avant 10 par l'intermédiaire de biellettes. The steering actuator 21 is constituted by a pinion / rack assembly known per se, whose pinion is rotated by the control rod 24 and drives the rack in translation transversely, this rack rotating the front wheels 10 by via rods.

Le réducteur 25 présente un rapport de démultiplication variable, défini comme étant l'angle de rotation du volant 22 divisé par l'angle de rotation des roues avant 10 résultant de la rotation du volant 22. The gearbox 25 has a variable gear ratio, defined as the angle of rotation of the flywheel 22 divided by the angle of rotation of the front wheels 10 resulting from the rotation of the flywheel 22.

Le dispositif de direction 20 comprend encore des moyens de commande 26 du réducteur 25, aptes à faire varier le rapport de démultiplication de celui-ci en fonction de lois de commande nominales. Ces moyens de commande sont typiquement constitués par un calculateur. The steering device 20 further comprises control means 26 of the gearbox 25, able to vary the gear ratio of the latter according to nominal control laws. These control means are typically constituted by a computer.

Les lois de commande nominales prévoient typiquement que le rapport de démultiplication est relativement plus grand quand la vitesse du véhicule est élevée, et relativement plus faible quand la vitesse du véhicule est réduite, en particulier pour le stationnement du véhicule. On augmente ainsi la stabilité du véhicule à haute vitesse, tout en privilégiant la facilité de manoeuvre à basse vitesse. Nominal control laws typically provide that the gear ratio is relatively greater when the vehicle speed is high, and relatively lower when the vehicle speed is reduced, particularly for parking the vehicle. This increases the stability of the vehicle at high speed, while promoting ease of maneuvering at low speed.

Selon l'invention, le véhicule comprend des moyens de détection 30 pour, quand le véhicule suit une courbe, détecter une situation de survirage du véhicule, les moyens de commande 26, dans la situation de survirage, faisant varier le rapport de démultiplication quand le conducteur tourne le volant 22 dans un sens correspondant à un redressement du véhicule. According to the invention, the vehicle comprises detection means 30 for, when the vehicle follows a curve, detecting a situation of oversteer of the vehicle, the control means 26, in the oversteer situation, varying the gear ratio when the driver turns the steering wheel 22 in a direction corresponding to a recovery of the vehicle.

Plus précisément, les moyens de commande 26, dans la situation de survirage, font varier le rapport de démultiplication dans le sens d'une réduction quand le conducteur tourne le volant 22 dans le sens correspondant à un redressement du véhicule. More specifically, the control means 26, in the oversteer situation, vary the gear ratio in the direction of a reduction when the driver turns the steering wheel 22 in the direction corresponding to a recovery of the vehicle.

Les moyens de détection 30 permettent donc d'identifier le moment auquel le véhicule passe de la zone 2 à la zone 3 des figures 2A et 2B. La période pendant laquelle le conducteur tourne le volant 22 dans le sens correspondant à un redressement du véhicule correspond à la zone 3 des figures 2A et 2B, pendant laquelle le conducteur débraque puis contrebraque les roues vers l'extérieur de la courbe. The detection means 30 thus make it possible to identify the moment at which the vehicle passes from zone 2 to zone 3 of FIGS. 2A and 2B. The period during which the driver turns the steering wheel 22 in the direction corresponding to a rectification of the vehicle corresponds to the zone 3 of Figures 2A and 2B, during which the driver unravels and then locks the wheels out of the curve.

De plus, les moyens de commande 26, dans la situation de survirage, font varier le rapport de démultiplication dans le sens d'une augmentation quand le véhicule commence à se redresser, c'est-à-dire approximativement quand le conducteur, après avoir tourné le volant 22 dans un sens correspondant à un redressement du véhicule, tourne le volant 22 en sens inverse. In addition, the control means 26, in the oversteer situation, vary the gear ratio in the direction of an increase when the vehicle begins to recover, that is to say approximately when the driver, after having turned the steering wheel 22 in a direction corresponding to a recovery of the vehicle, turns the steering wheel 22 in the opposite direction.

La période pendant laquelle le conducteur tourne le volant 22 dans le sens inverse de la zone 3 correspond à la zone 4 des figures 2A et 2B, pendant laquelle le conducteur ramène les roues dans la direction longitudinale puis vers l'intérieur de la courbe. The period during which the driver turns the steering wheel 22 in the opposite direction of the zone 3 corresponds to the zone 4 of FIGS. 2A and 2B, during which the driver brings the wheels back in the longitudinal direction and then towards the inside of the curve.

La figure 5 est un logigramme représentant la méthode de détermination du rapport de démultiplication du réducteur 25. FIG. 5 is a flow diagram showing the method for determining the gear ratio of gear reducer 25.

On voit que les moyens de détection 30 comprennent des moyens 31 (fig.3) pour mesurer ou estimer des grandeurs caractéristiques du comportement dynamique du véhicule, et des moyens de calcul 32 munis d'un modèle dynamique du véhicule utilisant les grandeurs mesurées ou estimées par les moyens 31. It can be seen that the detection means 30 comprise means 31 (FIG. 3) for measuring or estimating characteristic quantities of the dynamic behavior of the vehicle, and calculation means 32 provided with a dynamic model of the vehicle using the measured or estimated quantities. by the means 31.

Les grandeurs caractéristiques du comportement dynamique du véhicule comprennent la vitesse de lacet du véhicule yy', la vitesse longitudinale Vx, et l'angle volant 0v. The characteristic variables of the dynamic behavior of the vehicle include the vehicle yaw rate yy ', the longitudinal speed Vx, and the flying angle 0v.

Les moyens 31 sont typiquement des capteurs embarqués à bord du véhicule et permettant de mesurer directement les grandeurs mentionnées ci-dessus. The means 31 are typically sensors on board the vehicle and for directly measuring the quantities mentioned above.

Ces moyens 31 peuvent également comprendre un calculateur permettant d'estimer par calcul certaines de ces grandeurs à partir d'autres grandeurs mesurées directement. Ainsi, la vitesse de lacet yJ' peut par exemple être estimée à partir de mesures de l'angle volant, de la vitesse longitudinale et de l'accélération transversale du véhicule. Ce calculateur peut être le même que les moyens de calcul 32. These means 31 may also include a calculator for estimating by calculation some of these quantities from other quantities measured directly. Thus, the yaw rate γ can, for example, be estimated from measurements of the steering angle, the longitudinal speed and the transverse acceleration of the vehicle. This calculator can be the same as the calculation means 32.

Les moyens de calcul 32 sont typiquement constitués par un calculateur, qui peut être le même que celui des moyens de commande 26 du dispositif de direction 20. Les moyens de calcul 32 permettent de détecter la situation de survirage du véhicule. A cet effet, ces moyens vont utiliser le modèle dynamique du véhicule pour détecter une incohérence entre une accélération transversale théorique ytoond calculée par le modèle dynamique, et la vitesse de lacet multipliée par la vitesse longitudinale yJ ' Vx. The calculation means 32 are typically constituted by a computer, which may be the same as that of the control means 26 of the steering device 20. The calculation means 32 detect the oversteer situation of the vehicle. For this purpose, these means will use the dynamic model of the vehicle to detect an incoherence between a theoretical transverse acceleration ytoond calculated by the dynamic model, and the yaw rate multiplied by the longitudinal velocity yJ 'Vx.

L'accélération transversale théorique ytcond est calculée selon la formule suivante: yt oond = (Vx2 / (L + Ts x Vx2) ) x (0v / X) , avec: L: empattement du véhicule; Ts: taux de surbraquage du véhicule, ce taux étant une constante prédéterminée, caractéristique du véhicule; X: rapport de démultiplication courant du réducteur 25. The theoretical transversal acceleration ytcond is calculated according to the following formula: yt oond = (Vx2 / (L + Ts x Vx2)) x (0v / X), with: L: wheelbase of the vehicle; Ts: vehicle overbraking rate, this rate being a predetermined constant characteristic of the vehicle; X: current reduction ratio of the gearbox 25.

Cette analyse est effectuée en bâtissant un indicateur de cohérence f (yt gond, W'Vx), homogène à une accélération transversale, et en comparant cet indicateur à une valeur seuil prédéterminée E. Cette opération revient en pratique à analyser l'évolution dans le temps de la vitesse de lacet multipliée par la vitesse longitudinale W'Vx, et à déterminer si elle reste comprise entre l'accélération transversale théorique ytcond augmentée de la valeur seuil E et l'accélération transversale théorique ytcond diminuée de la valeur seuil E. Les valeurs de l'accélération transversale théorique ytcond augmentée et diminuée de la valeur seuil E définissent les limites supérieure et inférieure de stabilité dont la vitesse de lacet multipliée par la vitesse longitudinale W'Vx ne doit pas sortir. This analysis is performed by constructing a coherence indicator f (yt gond, W'Vx) that is homogeneous with a transverse acceleration, and comparing this indicator with a predetermined threshold value E. This operation amounts in practice to analyzing the evolution in the time of the yaw rate multiplied by the longitudinal velocity W'Vx, and to determine whether it remains between the theoretical transverse acceleration ytcond increased by the threshold value E and the theoretical transversal acceleration ytcond decreased by the threshold value E. values of the theoretical transverse acceleration ytcond increased and decreased by the threshold value E define the upper and lower limits of stability whose yaw rate multiplied by the longitudinal speed W'Vx must not be exceeded.

Si la vitesse de lacet multipliée par la vitesse longitudinale W'Vx reste constamment comprise entre les limites supérieure et inférieure, comme illustré sur la figure 6A, les moyens de détection 30 ne détectent pas de survirage. Au contraire, si la vitesse de lacet multipliée par la vitesse longitudinale W'Vx sort de la fourchette définie par les limites supérieure et inférieure de stabilité à certains moments, comme illustré sur la figure 6B, les moyens de détection 30 détectent une situation de survirage. If the yaw rate multiplied by the longitudinal velocity W'Vx remains constantly between the upper and lower limits, as shown in FIG. 6A, the detection means 30 do not detect oversteer. On the other hand, if the yaw rate multiplied by the longitudinal velocity W'Vx is outside the range defined by the upper and lower stability limits at certain times, as shown in FIG. 6B, the detection means 30 detect an oversteer situation. .

La valeur seuil E est typiquement choisie égale à 1,5 mètres par seconde carrée. The threshold value E is typically chosen equal to 1.5 meters per square second.

Quand une situation de survirage a été détectée par les moyens de détection 30, les moyens de commande 26 vont déterminer, en suivant l'angle volant 0v et la vitesse du volant, si le conducteur tourne le volant dans un sens correspondant à un redressement du véhicule. La vitesse du volant 22 est déterminée à partir de l'angle volant Ov par les moyens de commande 26. When an oversteer situation has been detected by the detection means 30, the control means 26 will determine, following the steering wheel angle θv and the steering wheel speed, whether the driver turns the steering wheel in a direction corresponding to a recovery of the steering wheel. vehicle. The speed of the steering wheel 22 is determined from the steering wheel angle Ov by the control means 26.

Tant que les moyens de commande 26 ne détectent pas, en suivant l'angle volant 0v et/ou la vitesse du volant, que le conducteur tourne le volant dans un sens correspondant à un redressement du véhicule, le rapport de démultiplication est modifié seulement en fonction des lois de commande nominales. As long as the control means 26 do not detect, following the steering angle 0v and / or the speed of the steering wheel, that the driver turns the steering wheel in a direction corresponding to a recovery of the vehicle, the gear ratio is modified only in according to the nominal control laws.

A partir du moment où les moyens de commande 26 détectent que le conducteur tourne le volant dans un sens correspondant à un redressement du véhicule, les moyens de commande 26 vont calculer une correction pour survirage du rapport de démultiplication proportionnelle à la différence entre une vitesse de lacet théorique W'théo calculée par le modèle dynamique, et la vitesse de lacet y' mesurée ou estimée, suivant une première loi de commande spécifique prédéterminée. From the moment when the control means 26 detect that the driver turns the steering wheel in a direction corresponding to a recovery of the vehicle, the control means 26 will calculate a correction for oversteering of the gear ratio proportional to the difference between a speed of theoretical W'théo yaw computed by the dynamic model, and y yaw rate measured or estimated, according to a first predetermined specific control law.

La vitesse de lacet théorique W'théo correspond à la vitesse de lacet normale du véhicule quand celui-ci suit la courbe sans survirage, cette valeur étant déterminée par exemple à partir de l'angle volant, de la vitesse longitudinale et de l'accélération transversale mesurés ou estimés avant que la situation de survirage apparaisse. The theoretical yaw rate W'théo corresponds to the normal yaw rate of the vehicle when the latter follows the curve without oversteer, this value being determined for example from the steering angle, the longitudinal speed and the acceleration measured or estimated before the oversteer situation appears.

Les moyens de commande 26 vont également calculer une correction nominale du rapport de démultiplication, résultant des lois de commande nominales du réducteur 25, en l'absence de survirage. The control means 26 will also calculate a nominal reduction of the gear ratio, resulting from the nominal control laws of the gearbox 25, in the absence of oversteer.

Enfin, le rapport de démultiplication est modifié par les moyens de commande 26 en prenant en compte à la fois la correction pour survirage et la correction nominale. Finally, the gear ratio is modified by the control means 26 taking into account both the correction for oversteer and the nominal correction.

Dans une variante de réalisation, la correction pour survirage peut être proportionnelle à la différence entre l'accélération transversale théorique ytcond calculée par le modèle dynamique, et l'accélération transversale yt mesurée ou estimée. In an alternative embodiment, the oversteer correction may be proportional to the difference between the theoretical transverse acceleration calculated by the dynamic model, and the measured or estimated transversal acceleration.

Les moyens de commande 26 suivent l'évolution de la différence entre la vitesse de lacet théorique W'théo calculée par le modèle dynamique, et la vitesse de lacet y' mesurée ou estimée. La phase de diminution du 2861044 12 coefficient de démultiplication se poursuit tant que ladite différence augmente. The control means 26 follow the evolution of the difference between the theoretical yaw velocity W'théo calculated by the dynamic model, and the yaw rate y 'measured or estimated. The reduction phase of the reduction coefficient continues as long as said difference increases.

En revanche, si, après avoir détecté que le conducteur tournait le volant 22 dans un sens correspondant à un redressement du véhicule, les moyens de commande 26 détectent que la différence entre les vitesses de lacet calculée à la sous-étape 32/ W'théo et mesurée/estimée à la sous-étape 31/ yr' commence à décroître, les moyens de commande 26 vont calculer une autre correction pour survirage du rapport de démultiplication, en adoptant une seconde loi de commande spécifique prédéterminée différente de la première. Cette correction peut par exemple être proportionnelle à la différence entre les vitesses de lacet calculée à la sous-étape 32/ W'théo et mesurée/estimée à la sous-étape 31/ y', et va dans le sens d'une augmentation du rapport de démultiplication. On the other hand, if, after detecting that the driver turned the steering wheel 22 in a direction corresponding to a recovery of the vehicle, the control means 26 detect that the difference between the yaw rates calculated in the sub-step 32 / W'théo and measured / estimated at the substep 31 / yr 'begins to decrease, the control means 26 will calculate another correction for oversteer of the gear ratio, adopting a second predetermined specific control law different from the first. This correction may for example be proportional to the difference between the yaw rates calculated at sub-step 32 / W'théo and measured / estimated at sub-step 31 / y ', and goes in the direction of an increase of gear ratio.

Les moyens de commande 26 utilisent cette seconde loi de commande jusqu'à ce que la vitesse de lacet soit revenue à une valeur proche de la vitesse de lacet théorique W' théo Le pilotage du rapport de démultiplication en fonction des réactions du conducteur permet de faciliter le contrôle du véhicule en situation de survirage, comme le montrent les figures 4A et 4B. The control means 26 use this second control law until the yaw rate has returned to a value close to the theoretical yaw rate W 'theo Steering the gear ratio according to the driver's reactions can facilitate the control of the vehicle in an oversteer situation, as shown in FIGS. 4A and 4B.

On voit que, pendant la phase 3, le rapport de démultiplication est réduit de 16 à environ 13,5. Pendant la phase 4, le rapport de démultiplication repasse très rapidement de 13,5 à 16. L'augmentation du rapport de démultiplication est très rapide et commence avec le ralentissement de la vitesse de rotation du volant dans le sens du redressement du véhicule, avant même que le volant commence à tourner en sens inverse. It can be seen that during phase 3, the gear ratio is reduced from 16 to about 13.5. During phase 4, the gear ratio returns very rapidly from 13.5 to 16. The increase of the gear ratio is very fast and starts with the slowing of the speed of rotation of the steering wheel in the direction of the recovery of the vehicle, before same as the steering wheel starts to turn in the opposite direction.

On voit sur la figure 4B que le déphasage entre les 35 évolutions respectives de l'angle volant et de la vitesse de lacet a pratiquement disparu. It can be seen in FIG. 4B that the phase shift between the respective changes of the steering angle and the yaw rate has practically disappeared.

2861044 13 La vitesse de lacet en phase 3 commence à décroître pratiquement quand l'angle volant commence à diminuer lui aussi. De même, en début de phase 4, on voit que la vitesse de lacet commence à croître dès que le rapport de démultiplication augmente, c'est-à-dire dès que la vitesse volant ralentit. 2861044 13 The yaw rate in phase 3 starts to decrease almost as the flying angle begins to decrease as well. Similarly, at the beginning of phase 4, we see that the yaw rate starts to increase as soon as the gear ratio increases, that is to say as soon as the flying speed slows down.

La méthode de gestion du dispositif de direction du véhicule décrit cidessus en situation de survirage comprend donc les étapes suivantes: 1/ Détecter la situation de survirage. The method of management of the vehicle steering device described above in oversteer situation therefore comprises the following steps: 1 / Detecting the situation of oversteer.

2/ Détecter la rotation du volant par le conducteur dans le sens correspondant à un redressement du véhicule. 2 / Detect the rotation of the steering wheel by the driver in the direction corresponding to a recovery of the vehicle.

3/ Faire varier le rapport de démultiplication du réducteur du dispositif de direction dans le sens d'une réduction, cette étape se décomposant en sous-étapes de la façon suivante: 31/ Mesurer ou estimer la vitesse de lacet yr' du véhicule ou son accélération transversale yt. 3 / vary the reduction ratio of the reduction gear of the steering device in the direction of a reduction, this step being broken down into substeps as follows: 31 / Measure or estimate the yaw rate yr 'of the vehicle or its transverse acceleration yt.

32/ Calculer la vitesse de lacet du véhicule yr'théo ou son 20 accélération transversale Ytcond à l'aide du modèle dynamique du véhicule. 32 / Calculate the yoy rate of the vehicle yr'théo or its transverse acceleration Ytcond using the dynamic model of the vehicle.

33/ Calculer la différence entre les vitesses de lacet calculée à la sousétape 32 W'théo et mesurée/estimée à la sous-étape 31/ yr', ou la différence entre les accélérations transversales calculée à la sous-étape 32 Yt_cond et mesurée/estimée à la sous-étape 31/ yt. 33 / Calculate the difference between the yaw velocities calculated in sub-step 32 W'théo and measured / estimated in substep 31 / yr ', or the difference between the transverse accelerations calculated in sub-step 32 Yt_cond and measured / estimated at substep 31 / yt.

34/ Calculer une correction pour survirage du rapport de démultiplication proportionnellement à la différence calculée à la sous-étape 33/ en fonction de la première loi de commande. 34 / Calculate a correction for oversteering of the gear ratio proportionally to the difference calculated in the sub-step 33 / according to the first control law.

35/ Calculer une correction nominale du rapport de démultiplication en fonction des lois de commande nominales du réducteur 25. 35 / Calculate a nominal reduction of the gear ratio as a function of the gearbox nominal drive laws 25.

36/ Modifier le rapport de démultiplication en prenant en 35 compte à la fois la correction pour survirage et la correction nominale. 36 / Change the gear ratio taking into account both the oversteer correction and the nominal correction.

37/ Répéter les étapes 31/ à 36/ tant que la différence entre les vitesses de lacet calculée à la sous-étape 32 W'théo et mesurée/estimée à la sous-étape 31/ W'continue de croître. 37 / Repeat steps 31 / to 36 as long as the difference between the calculated yaw velocities at sub-step 32 W'théo and measured / estimated at substep 31 / W'continue to increase.

4/ Détecter le moment auquel la différence entre les vitesses de lacet calculée à la sous-étape 32/ W'théo et mesurée/estimée à la sous-étape 31/ yr' commence à décroître. 4 / To detect the moment at which the difference between the calculated yaw rate at sub-step 32 / W'théo and measured / estimated at sub-step 31 / yr 'begins to decrease.

5/ Faire varier le rapport de démultiplication dans le 10 sens d'une augmentation en appliquant la seconde loi de commande. 5 / To vary the gear ratio in the direction of an increase by applying the second control law.

6/ Répéter l'étape 5/ jusqu'à ce que la différence entre les vitesses de lacet calculée à la sous-étape 32/ W'théo et mesurée/estimée à la sousétape 31/ W' soit proche de zéro. 6 / Repeat step 5 / until the difference between the yaw rates calculated at sub-step 32 / W'théo and measured / estimated at sub-step 31 / W 'is close to zero.

On notera que le véhicule peut être équipé d'autres capteurs que ceux cités ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention, à partir du moment où ces capteurs permettent d'alimenter un modèle dynamique du véhicule apte à calculer une vitesse de lacet théorique W'théo et/ou une accélération latérale Yt cond De même, on peut adopter des lois de commande pour déterminer les corrections du rapport de démultiplication qui ne soient pas forcément proportionnelles à un écart de vitesse de lacet ou d'accélération transversale. Ces corrections peuvent être fonction de l'angle volant, de la vitesse transversale ou d'autres paramètres. Note that the vehicle may be equipped with other sensors than those mentioned above without departing from the scope of the invention, from the moment these sensors can feed a dynamic model of the vehicle able to calculate a yaw rate theoretically W'théo and / or a lateral acceleration Yt cond Similarly, one can adopt control laws to determine the corrections of the gear ratio that are not necessarily proportional to a difference in yaw rate or transverse acceleration. These corrections may be a function of the steering angle, the transverse speed or other parameters.

Pour détecter une situation de survirage, les moyens de calcul peuvent analyser la cohérence non seulement entre l'accélération transversale théorique Yt_oond et la vitesse de lacet multipliée par la vitesse longitudinale W'Vx, mais également entre l'accélération transversale théorique Ytoond et l'accélération transversale du véhicule yt mesurée ou estimée. Le capteur de vitesse de lacet est alors remplacé par un bicapteur de vitesse de lacet et d'accélération transversale. L'indicateur de cohérence f est bâti en fonction des trois grandeurs. En pratique, cela revient à ajouter un test supplémentaire qui consiste à analyser si l'accélération transversale du véhicule yt mesurée ou estimée sort de la fourchette définie par l'accélération transversale théorique ytcond augmentée de la valeur seuil E et par l'accélération transversale théorique yt_cond diminuée de la valeur seuil E. En d'autres termes, on effectue sur l'accélération transversale du véhicule yt exactement le même test que sur la vitesse de lacet multipliée par la vitesse longitudinale yr'Vx. Les moyens de détection détectent une situation de survirage si la vitesse de lacet multipliée par la vitesse longitudinale kJ'Vx et/ou l'accélération transversale du véhicule yt sortent de la fourchette. To detect an oversteer situation, the calculation means can analyze the coherence not only between the theoretical transverse acceleration Yt_oond and the yaw rate multiplied by the longitudinal velocity W'Vx, but also between the theoretical transverse acceleration Ytoond and the transverse acceleration of the vehicle yt measured or estimated. The yaw rate sensor is then replaced by a yaw rate and transverse acceleration bi-sensor. The coherence indicator f is based on the three magnitudes. In practice, this amounts to adding an additional test which consists in analyzing whether the transverse acceleration of the vehicle yt measured or estimated is outside the range defined by the theoretical transversal acceleration and is increased by the threshold value E and by the theoretical transversal acceleration. yt_cond minus the threshold value E. In other words, one performs on the transverse acceleration of the vehicle yt exactly the same test as on the speed of yaw multiplied by the longitudinal velocity yr'Vx. The detection means detect a situation of oversteer if the yaw rate multiplied by the longitudinal velocity kJ'Vx and / or the transverse acceleration of the vehicle yt come out of the range.

On comprend donc bien que le véhicule de l'invention est considérablement plus facile à maîtriser en situation de survirage du fait de la variation du rapport de démultiplication décrite ci-dessus. It is therefore clear that the vehicle of the invention is considerably easier to control in oversteer situation due to the variation of the gear ratio described above.

La réduction du rapport de démultiplication a pour effet de rendre la direction plus directe en phase de dé-braquage et de contre-braquage, rendant l'intervention du conducteur plus rapide et plus efficace. The reduction of the gear ratio has the effect of making steering more direct in the disengagement and counter-steering phase, making driver intervention faster and more efficient.

L'augmentation du rapport de démultiplication permet au contraire d'assouplir la direction pendant la 25 stabilisation du véhicule (phase 4) . Increasing the gear ratio allows on the contrary to soften the steering during the stabilization of the vehicle (phase 4).

La sûreté du véhicule en est grandement améliorée. Cette amélioration se fait à un coût modéré, puisque les seuls moyens supplémentaires nécessaires sont des moyens de calcul. Ceux-ci peuvent par exemple être logés dans le calculateur de direction qui gère la variation de démultiplication nominale. The safety of the vehicle is greatly improved. This improvement is done at a moderate cost, since the only additional means necessary are means of calculation. These can for example be housed in the steering computer that manages the nominal gear variation.

Claims

A motor vehicle comprising front wheels (10) and a steering device (20) provided with a steering wheel (22), a gearbox (25) which rotates the steering wheel (22) to the front wheels (10) and having a variable gear ratio, and means (26) for controlling the gearbox (25), the gear ratio being defined as the angle of rotation of the flywheel (22) divided by the angle of rotation of the front wheels (10). ) resulting from the rotation of the steering wheel (22), characterized in that it comprises detection means (30) for, when the vehicle follows a curve, detecting a situation of oversteer of the vehicle, the control means (26), in the oversteer situation, varying the gear ratio when the driver turns the steering wheel (22) in a direction corresponding to a recovery of the vehicle.

2. Vehicle according to claim 1, characterized in that the control means (26), in the oversteer situation, vary the gear ratio in the direction of a reduction when the driver turns the steering wheel (22) in a meaning corresponding to a recovery of the vehicle.

3. Vehicle according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the detection means (30) comprise means (31) for measuring or estimating characteristic variables of the dynamic behavior of the vehicle, and calculation means ( 32) provided with a dynamic model of the vehicle using the measured or estimated quantities.

4. Vehicle according to claim 3, characterized in that the characteristic variables of the dynamic behavior of the vehicle comprise at least the yaw rate (yy '), the longitudinal speed (Vx), and the steering angle (0).

5. Vehicle according to claim 4, characterized in that the control means (26) vary the gear ratio, when the driver turns the steering wheel (22) in a direction corresponding to a rectification of the vehicle, proportionally to the difference between a theoretical yaw rate (W'théo) calculated by the dynamic model, and the yaw rate measured or estimated (y.

6. Vehicle according to claim 4, characterized in that the control means (26) vary the gear ratio, when the driver turns the steering wheel (22) in a direction corresponding to a rectification of the vehicle, proportionally to the difference between a theoretical transversal acceleration (yt-corsa) calculated by the dynamic model, and the measured or estimated transversal acceleration (yt).

7. Vehicle according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the control means (26), in the oversteer situation, vary the gear ratio in the direction of an increase when the difference between a theoretical yaw rate (W'théo) calculated by the dynamic model and the measured or estimated yaw rate (w ') begins to decrease.

8. Management method of the steering device of a vehicle according to any one of the above claims in a situation of oversteer, characterized in that it comprises at least the following successive steps: 1 / detect the situation of oversteer ; 2 / detecting the rotation of the steering wheel (22) by the driver in the direction corresponding to a recovery of the vehicle; 3 / varying the reduction ratio of the gearbox (25) of the steering device (20).

9. Method according to claim 8, characterized in that the gear ratio varies in the direction of a reduction in step 3 /.

10. Method according to claim 8 or 9, characterized in that step 3 / comprises the following substeps.

31 / measuring or estimating the yaw rate ('i') of the vehicle or its transverse acceleration (yt); 32 / calculating the yaw rate of the vehicle (W'théo) or its transverse acceleration () / tcond) at l using a dynamic vehicle model 33 / calculating the difference between the yaw rates calculated in sub-step 32 / (w'théo) and measured / estimated in substep 31 / (yy '), or the difference between the transverse accelerations calculated in sub-step 32 / (Yt_cona) and measured / estimated in sub-step 31 / (yt); 34 / vary the gear ratio proportionally to the difference calculated in the sub-step 33 /.

11. The method of claim 10, characterized in that it comprises, after step 3 /, the following successive steps.

4 / detecting the reduction of the difference between the calculated yaw rate at sub-step 32 / (W'théo) and measured / estimated at sub-step 31 / (yr '); 5 / vary the gear ratio in the direction of an increase.