FR2916717A3 - Yawing moment application controlling device for motor vehicle, has front axle with wheels, where device emits setpoint towards piloting unit and control system respectively for applying brake and motor torques on wheels - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF POUR APPLIQUER UN MOMENT DE LACET A UN VEHICULE AUTOMOBILE ETDEVICE FOR APPLYING A LACET MOMENT TO A MOTOR VEHICLE AND
VEHICULE AUTOMOBILE EQUIPE D'UN TEL DISPOSITIF MOTOR VEHICLE EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE
DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif commandant l'application d'un moment de lacet à une automobile de façon à la stabiliser dans un virage. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a device controlling the application of a yaw moment to an automobile so as to stabilize it in a turn.
Par ailleurs, la présente invention concerne également un véhicule automobile équipé d'un tel dispositif de commande. La présente invention se rapporte donc au domaine de la construction de véhicules automobiles. Furthermore, the present invention also relates to a motor vehicle equipped with such a control device. The present invention thus relates to the field of motor vehicle construction.
ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE 15 Quand un véhicule automobile doit suivre un virage, il parcourt une trajectoire courbe le long de laquelle les roues extérieures doivent parcourir une distance plus importante que les roues intérieures pendant le même intervalle de temps. Par conséquent, la vitesse angulaire des roues extérieures est plus importante que celle des roues intérieures. 20 Un véhicule automobile comprend un groupe motopropulseur qui entraîne généralement au moins l'essieu avant. De tels véhicules sont dits à traction avant . Parfois, le groupe motopropulseur entraîne l'essieu avant et l'essieu arrière du véhicule. On parle alors de véhicule à quatre roues motrices. 25 Lors d'une accélération ou d'une décélération forte dans un virage, un véhicule automobile peut atteindre, voire dépasser sa limite d'adhérence sur le sol. Un tel dépassement est en outre renforcé par la force centrifuge qui transfère une partie de la masse du véhicule vers l'extérieur du virage. Ainsi, les roues extérieures sont plus 30 chargées que les roues intérieures lorsque le véhicule tourne. C'est pourquoi, il est préférable d'équiper un véhicule automobile d'un dispositif apte à contrôler sa trajectoire par la création d'un moment de lacet sur ce véhicule. When a motor vehicle is to follow a turn, it travels a curved path along which the outer wheels must travel a greater distance than the inner wheels during the same time interval. As a result, the angular velocity of the outer wheels is greater than that of the inner wheels. A motor vehicle comprises a power train which generally drives at least the front axle. Such vehicles are said to be front-wheel drive. Sometimes the power train drives the front axle and the rear axle of the vehicle. This is called a four-wheel drive vehicle. During a sharp acceleration or deceleration in a turn, a motor vehicle can reach or even exceed its limit of adhesion on the ground. Such overtaking is further reinforced by the centrifugal force which transfers a portion of the mass of the vehicle to the outside of the turn. Thus, the outer wheels are more loaded than the inner wheels when the vehicle is running. That is why it is preferable to equip a motor vehicle with a device capable of controlling its trajectory by creating a yaw moment on this vehicle.
Ainsi par exemple, un véhicule automobile peut être équipé d'un système de type ESP 35 (de l'anglais Electronic Stability Program) qui utilise les efforts de freinage pour créer un moment de lacet apte à stabiliser le véhicule dans un virage.10 Pour cela, lorsque le véhicule est en situation de survirage, le système de correction de trajectoire dit ESP applique un couple de freinage plus important sur la roue avant extérieure que sur la roue avant intérieure. For example, a motor vehicle may be equipped with an ESP 35 system (Electronic Stability Program) which uses braking forces to create a yaw moment capable of stabilizing the vehicle in a turn. this, when the vehicle is in oversteer, the ESP trajectory correction system applies a greater braking torque on the outer front wheel than on the inner front wheel.
A l'inverse, lorsque le véhicule est en sous-virage, le système ESP applique un couple de freinage plus important sur la roue avant intérieure que sur la roue avant extérieure. Du reste, celle des roues qui doit être le moins freinée, peut aussi ne pas recevoir de couple de freinage du tout. Conversely, when the vehicle is understeering, the ESP system applies a greater braking torque on the inner front wheel than on the outer front wheel. Moreover, the wheels that must be the least braked, may also not receive braking torque at all.
La différence entre les efforts aux pieds des roues intérieures et extérieures, génère ainsi le moment de lacet stabilisateur recherché. Le véhicule va donc se redresser sous l'effet de ce moment de lacet stabilisateur et il pourra ensuite mieux suivre sa trajectoire courbe. The difference between the forces at the feet of the inner and outer wheels, thus generates the desired stabilizing yaw moment. The vehicle will therefore recover under the effect of this stabilizing yaw moment and it can then better follow its curved path.
Le principe de cette régulation de trajectoire courbe repose donc uniquement sur l'utilisation des freins pour stabiliser le véhicule. Pour cela, le véhicule doit être équipé d'une unité de pilotage des actionneurs de freinage équipant chacune des roues de l'essieu avant. Une telle unité de pilotage peut en effet émettre des consignes différentes vers chacun des actionneurs de freinage de façon à appliquer un couple de freinage plus important sur l'une ou sur l'autre roue. The principle of this curved trajectory control therefore relies solely on the use of the brakes to stabilize the vehicle. For this, the vehicle must be equipped with a control unit of the brake actuators equipping each of the wheels of the front axle. Such a control unit can indeed issue different instructions to each of the braking actuators so as to apply a greater braking torque on one or the other wheel.
Par ailleurs, certains véhicules automobiles sont équipés d'un organe répartiteur distribuant le couple moteur à chacune des roues de l'essieu avant, voire à chacune des quatre roues du véhicule. Un tel organe répartiteur est le plus souvent contrôlé par un système destiné à optimiser l'efficacité du véhicule en accélération longitudinale le long de trajectoires rectilignes. Ainsi, le système de contrôle de l'organe répartiteur de couple moteur tient compte des conditions de roulage, communiquées par exemple par des capteurs embarqués, pour accélérer une roue plus qu'une autre au cours d'une régulation très rapide. Furthermore, some motor vehicles are equipped with a distributor member distributing the engine torque to each wheel of the front axle, or to each of the four wheels of the vehicle. Such a splitter is most often controlled by a system for optimizing the vehicle efficiency in longitudinal acceleration along rectilinear paths. Thus, the control system of the engine torque distributor takes into account the driving conditions, communicated for example by on-board sensors, to accelerate one wheel more than another during a very fast regulation.
Par conséquent, les véhicules de l'art antérieur équipés d'un système ESP ne mettent en oeuvre que les efforts de freinage pour générer un moment de lacet stabilisateur. Ces véhicules sont donc nécessairement ralentis dans un virage. Ils ne permettent donc pas de suivre un virage à vitesse constante tout en conservant la stabilité du véhicule, donc en suivant la trajectoire voulue par le conducteur. Consequently, the vehicles of the prior art equipped with an ESP system use only the braking forces to generate a stabilizing yaw moment. These vehicles are therefore necessarily slowed in a turn. They therefore do not allow to follow a turn at constant speed while maintaining the stability of the vehicle, so following the path desired by the driver.
L'objet de la présente invention concerne donc un dispositif pour commander l'application d'un moment de lacet stabilisateur en virage, qui permette de ne pas diminuer la vitesse du véhicule sans qu'il ne quitte sa trajectoire courbe. The object of the present invention therefore relates to a device for controlling the application of a stabilizing yaw moment in a turn, which allows not to decrease the speed of the vehicle without leaving its curved path.
EXPOSE DE L'INVENTION L'objet de l'invention est donc un dispositif commandant l'application d'un moment de lacet à un véhicule en virage, apte à maintenir la vitesse et la trajectoire voulues par le conducteur tout en maintenant le véhicule stable. SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is therefore a device controlling the application of a yaw moment to a vehicle in a turn, able to maintain the speed and trajectory desired by the driver while maintaining the stable vehicle. .
Le dispositif objet de l'invention est destiné à commander l'application d'un moment de lacet à un véhicule automobile en virage, ce véhicule comprenant un groupe motopropulseur, ou moteur, apte à entraîner l'essieu avant du véhicule. Cet essieu comporte deux roues motrices équipées chacune d'un actionneur de freinage. Selon l'invention, le dispositif comporte une unité de pilotage de ces actionneurs de freinage et il est apte à émettre des consignes vers cette unité pour l'application d'un plus grand couple de freinage sur l'une de ces roues. De plus, il est apte à commander l'application d'un couple moteur sur au moins une de ces roues, de manière à stabiliser le véhicule dans son virage. The device of the invention is intended to control the application of a moment of yaw to a motor vehicle corner, this vehicle comprising a powertrain, or engine, capable of driving the front axle of the vehicle. This axle comprises two driving wheels each equipped with a braking actuator. According to the invention, the device comprises a control unit of these braking actuators and is able to issue instructions to this unit for the application of a greater braking torque on one of these wheels. In addition, it is able to control the application of a motor torque on at least one of these wheels, so as to stabilize the vehicle in its turn.
En d'autres termes, le dispositif objet de la présente invention ordonne concomitamment l'application d'un couple de freinage et d'un couple moteur différents sur chacune des roues motrices, ce qui permet de stabiliser plus rapidement et plus efficacement le véhicule dans son virage. In other words, the device that is the subject of the present invention simultaneously orders the application of a different braking torque and a different engine torque on each of the driving wheels, which makes it possible to stabilize the vehicle more rapidly and more efficiently. his turn.
De manière pratique, ce dispositif peut comprendre un organe répartiteur apte à distribuer le couple du moteur à chacune de ces roues ainsi qu'un système de contrôle dudit organe répartiteur, et il peut être apte à émettre des consignes vers ce système pour l'application d'un plus grand couple moteur sur l'une des roues, de manière à stabiliser ledit véhicule dans ledit virage. Conveniently, this device may comprise a distributing member adapted to distribute the torque of the motor to each of these wheels and a control system of said distributor member, and it may be able to issue instructions to this system for the application a larger engine torque on one of the wheels, so as to stabilize said vehicle in said bend.
En pratique, ce dispositif peut être apte à émettre des consignes vers l'unité de pilotage pour l'application d'un plus grand couple de freinage sur la roue extérieure au virage et vers le système de contrôle pour l'application d'un plus grand couple moteur sur la roue intérieure au virage, de manière à redresser le véhicule en situation de survirage. In practice, this device may be able to issue instructions to the control unit for the application of a greater braking torque on the outside wheel at the turn and to the control system for the application of a higher value. large engine torque on the inner wheel at the turn, so as to straighten the vehicle in an oversteer situation.
De manière pratique également, le dispositif peut être apte à émettre des consignes vers l'unité de pilotage pour l'application d'un plus grand couple de freinage sur la roue intérieure au virage et vers le système de contrôle pour l'application d'un plus grand couple moteur sur la roue extérieure au virage, de manière à redresser le véhicule en situation de sous-virage. Ainsi, un tel dispositif permet de maintenir le véhicule sur la trajectoire courbe voulue 5 par le conducteur en évitant le survirage ou le sous-virage. In a practical way also, the device may be able to issue instructions to the control unit for the application of a greater braking torque on the inner wheel at the turn and to the control system for the application of a greater engine torque on the wheel outside the turn, so as to straighten the vehicle understeer. Thus, such a device keeps the vehicle on the desired curved path 5 by the driver avoiding oversteer or understeer.
Selon une forme de réalisation de l'invention, le dispositif peut être apte à émettre vers le système de contrôle des consignes pour l'application d'un même couple moteur sur chaque roue, le couple moteur ainsi appliqué à la roue s'ajoutant 10 vectoriellement au couple de freinage appliqué à la roue la plus freinée. According to one embodiment of the invention, the device may be able to transmit to the control system instructions for the application of the same engine torque on each wheel, the engine torque thus applied to the wheel adding 10 vectorially to the braking torque applied to the most braked wheel.
Dans ce cas, le couple moteur est réparti équitablement entre les deux roues motrices de l'essieu avant et il se superpose au couple de freinage sur la roue la plus freinée. Cela permet donc de générer un moment de lacet stabilisateur important sur le 15 véhicule. In this case, the engine torque is distributed equitably between the two drive wheels of the front axle and it is superimposed on the braking torque on the most braked wheel. This therefore makes it possible to generate a significant stabilizing yaw moment on the vehicle.
Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, le dispositif peut être apte à émettre des consignes vers l'unité de pilotage pour l'application d'un couple de freinage exclusivement sur une roue, et vers le système de contrôle pour l'application 20 d'un couple moteur exclusivement sur l'autre roue. According to a particular embodiment of the invention, the device may be able to issue instructions to the control unit for the application of a braking torque exclusively on a wheel, and to the control system for the control unit. application of one engine torque exclusively on the other wheel.
Ainsi, freiner la roue intérieure et accélérer la roue extérieure permet de minimiser l'énergie dépensée pour stabiliser le véhicule dans le virage. Thus, braking the inner wheel and accelerating the outer wheel minimizes the energy expended to stabilize the vehicle in the turn.
25 En pratique, le dispositif peut être apte à émettre, en fonction des paramètres de conduite incluant la vitesse instantanée du véhicule, la consigne d'angle du volant, la consigne d'enfoncement de la pédale de frein, la consigne d'enfoncement de la pédale d'accélérateur, des consignes vers l'unité et vers le système pour l'application aux roues d'un couple de freinage et d'un copule moteur engendrant sur chaque roue un 30 effort longitudinal et un effort latéral inscrits dans l'ellipse d'adhérence optimale. In practice, the device may be able to transmit, depending on the driving parameters including the instantaneous speed of the vehicle, the steering angle setpoint of the steering wheel, the setpoint of depression of the brake pedal, the driving instruction of the vehicle. the accelerator pedal, instructions to the unit and to the system for application to the wheels of a braking torque and a motor copula generating on each wheel a longitudinal force and a lateral force registered in the optimal adhesion ellipse.
Un tel dispositif permet donc d'optimiser l'adhérence et donc l'efficacité de la stabilisation du véhicule tout en respectant les choix de conduite du conducteur. Such a device therefore makes it possible to optimize the adhesion and thus the effectiveness of the stabilization of the vehicle while respecting the driver's choice of driving.
35 Selon une forme de réalisation pratique de l'invention, le dispositif peut être apte à calculer à partir des paramètres de conduite les accélérations longitudinale et latérale instantanées, le rayon de courbure de la trajectoire et la vitesse de lacet du véhicule, et en ce qu'il est apte à comparer les résultats de ce calcul aux grandeurs analogues évaluées par des capteurs embarqués, de manière à déterminer l'état de stabilité du véhicule en virage. According to a practical embodiment of the invention, the device may be able to calculate from the driving parameters the instantaneous longitudinal and lateral accelerations, the radius of curvature of the trajectory and the yaw rate of the vehicle, and in that that it is able to compare the results of this calculation with analogous quantities evaluated by on-board sensors, so as to determine the state of stability of the vehicle when cornering.
Cela permet de réaliser une boucle de régulation pour contrôler la trajectoire courbe du véhicule selon les choix de conduite du conducteur. This allows a control loop to control the curved path of the vehicle according to the driver's choice of driving.
Par ailleurs, l'invention porte sur un véhicule automobile comprenant deux roues motrices montées sur l'essieu avant et chacune équipée d'un actionneur de freinage, d'un groupe motopropulseur, ou moteur, d'un organe répartiteur apte à distribuer le couple du moteur, indépendamment ou pas, à chacune de ces roues. Le véhicule objet de l'invention comprend en outre un dispositif tel que précédemment exposé. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront aussi des exemples de réalisation qui suivent, donnés à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexées parmi lesquelles : la figure 1 est une représentation schématique d'une ellipse d'adhérence d'un pneumatique ; - les figures 2a à 2d sont des représentations schématiques d'un pneumatique et des efforts qu'il subit dans un virage lorsqu'il est freiné ; - les figures 3a à 3d sont des représentations schématiques d'un pneumatique et des efforts qu'il subit dans un virage lorsqu'il est accéléré ; la figure 4a est une représentation schématique d'un véhicule équipé d'un dispositif 25 de l'art antérieur ; la figure 4b est une représentation schématique d'un véhicule équipé d'un dispositif conforme à la présente invention ; la figure 5 est une représentation schématique de l'essieu avant d'un véhicule équipé d'un dispositif conforme à l'invention ; 30 la figure 6 représente un diagramme illustrant la détermination des consignes émises par le dispositif pour réguler la stabilité du véhicule ; la figure 7a représente un diagramme illustrant les dérives angulaires au centre de gravité de véhicules de l'art antérieur et de véhicules conformes à l'invention ; la figure 7b représente un diagramme illustrant la vitesse de véhicules de l'art antérieur et de véhicules conformes à la présente invention. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle comprising two drive wheels mounted on the front axle and each equipped with a braking actuator, a powertrain, or motor, a distributing member adapted to distribute the torque. motor, independently or not, to each of these wheels. The vehicle object of the invention further comprises a device as previously discussed. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The manner in which the invention may be implemented and the advantages which result therefrom will also emerge from the following exemplary embodiments, given by way of indication and not by way of limitation, in support of the appended figures among which: FIG. a schematic representation of an adhesion ellipse of a tire; - Figures 2a to 2d are schematic representations of a tire and the forces it undergoes in a turn when braked; FIGS. 3a to 3d are schematic representations of a tire and the forces it undergoes in a turn when it is accelerated; Figure 4a is a schematic representation of a vehicle equipped with a device 25 of the prior art; Figure 4b is a schematic representation of a vehicle equipped with a device according to the present invention; Figure 5 is a schematic representation of the front axle of a vehicle equipped with a device according to the invention; FIG. 6 is a diagram illustrating the determination of the instructions issued by the device for regulating the stability of the vehicle; Figure 7a shows a diagram illustrating the angular drifts at the center of gravity of vehicles of the prior art and vehicles according to the invention; Figure 7b is a diagram illustrating the speed of vehicles of the prior art and vehicles according to the present invention.
MODES DE REALISATION DE L'INVENTION De manière connue, les efforts longitudinaux FX et les efforts transversaux Fy qui s'appliquent aux pieds d'une roue, c'est-à-dire entre le pneumatique et la route, doivent être inscrits dans l'ellipse d'adhérence 10. Comme le montre la figure 1, un effort longitudinal FX, en accélération ou en freinage, détermine l'effort latéral Fy par l'intermédiaire d'une projection sur l'ellipse d'adhérence 10. De manière connue, L'ellipse d'adhérence représente l'enveloppe des lieux (FX, Fy) possibles pour un effort vertical FZ donné. MODES FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a known manner, the longitudinal forces FX and the transverse forces Fy that apply to the feet of a wheel, that is to say between the tire and the road, must be inscribed in FIG. As shown in FIG. 1, a longitudinal force FX, in acceleration or braking, determines the lateral force Fy by means of a projection on the adhesion ellipsoid 10. In this way, Known, the adhesion ellipse represents the envelope of the places (FX, Fy) possible for a given vertical force FZ.
Les figures 2a à 2d montrent les étapes successives au cours desquelles les efforts 15 s'établissent sur la roue d'un véhicule en virage. FIGS. 2a to 2d show the successive steps during which the forces are established on the wheel of a vehicle in a turn.
Tout d'abord, la roue ou le pneumatique 20 du véhicule en virage subit un effort latéral FL sans subir d'effort dans le sens longitudinal. L'effort latéral FL détermine ainsi l'ellipse d'adhérence 10 et il sature en quelque sorte le pneumatique 20. Puis, comme le montre la figure 2b, on applique un effort de freinage FF sur le pneumatique 20, ce qui provoque un report de charge sur ce pneumatique. First of all, the wheel or the tire 20 of the vehicle in a corner undergoes a lateral force FL without undergoing any effort in the longitudinal direction. The lateral force FL thus determines the adhesion ellipse 10 and it saturates the tire 20 to some extent. Then, as shown in FIG. 2b, a braking force FF is applied to the tire 20, which causes a deferral. load on this tire.
Comme le montre la figure 2c, ce report de charge, en augmentant les frottements au 25 pied de la roue, agrandit l'ellipse d'adhérence 10 du pneumatique. Ainsi, l'effort de freinage FF déterminer l'ellipse d'adhérence 11. As shown in FIG. 2c, this load transfer, by increasing the friction at the foot of the wheel, enlarges the tire adhesion ellipse 10. Thus, the braking force FF determines the adhesion ellipse 11.
Comme l'illustre la figure 2d, le retour sur l'ellipse initiale 10 de fonctionnement du pneumatique 20 implique une détérioration AFL de l'effort latéral FL. Cette 30 détérioration de l'effort latéral induit un moment de lacet sur le véhicule, en l'occurrence dans le sens des aiguilles d'une montre puisque la roue 20 représente une roue de l'essieu avant. As illustrated in FIG. 2d, the return on the initial operating ellipse 10 of the tire 20 implies an AFL deterioration of the lateral force FL. This deterioration of the lateral force induces a yaw moment on the vehicle, in this case in a clockwise direction since the wheel 20 represents a wheel of the front axle.
De façon similaire, les figures 3a à 3d illustrent les étapes successives de l'adhérence 35 d'un pneumatique 20 subissant une accélération, c'est-à-dire un effort de traction, au cours d'un virage. 20 Ainsi, la figure 3a, analogue à la figure 2a, montre un effort latéral FL appliqué sur un pneumatique 20. Similarly, FIGS. 3a to 3d illustrate the successive steps of the adhesion of a tire 20 undergoing an acceleration, that is to say a traction force, during a turn. Thus, FIG. 3a, similar to FIG. 2a, shows a lateral force FL applied to a tire 20.
La figure 3b illustre l'application d'un couple moteur à la roue qui engendre un effort longitudinal FM sur le pneumatique 20. Cet effort longitudinal FM entraîne conséquemment le rétrécissement de l'ellipse d'adhérence 10 du pneumatique 20. L'ellipse d'adhérence présente alors la dimension de l'ellipse 12. FIG. 3b illustrates the application of a motor torque to the wheel which generates a longitudinal force FM on the tire 20. This longitudinal force FM consequently causes the narrowing of the traction ellipse 10 of the tire 20. The ellipse of adhesion then has the dimension of the ellipse 12.
Puis, la figure 3d illustre le retour à l'ellipse d'adhérence initiale 10 accompagné d'une détérioration AFL de l'effort latéral FL et donc d'un moment de lacet appliqué au véhicule. Comme dans le cas de la figure 2d, le moment de lacet est ici orienté dans le sens des aiguilles d'une montre puisque le pneumatique 20 représente une roue de l'essieu avant. Then, FIG. 3d illustrates the return to the initial adhesion ellipse 10 accompanied by an AFL deterioration of the lateral force FL and therefore of a moment of yaw applied to the vehicle. As in the case of Figure 2d, the yaw moment is here oriented in the direction of clockwise since the tire 20 represents a wheel of the front axle.
Les comportements d'un pneumatique de l'essieu avant illustré par les figures 2a à 2d et 3a à 3d sont utilisés pour redresser un véhicule dérivant dans un virage, tels que ceux illustrés par les figures 4a et 4b. The behaviors of a front axle tire shown in Figures 2a to 2d and 3a to 3d are used to straighten a vehicle deriving in a turn, such as those illustrated in Figures 4a and 4b.
La figure 4a illustre un véhicule en survirage équipé d'un dispositif de l'art antérieur du type ESP. Le véhicule est ici représenté par son centre de gravité G. Dans ce cas, le dispositif permet de commander l'application d'un moment de lacet au véhicule au moyen des seuls efforts de freinage. FIG. 4a illustrates a vehicle in oversteer equipped with a device of the prior art of the ESP type. The vehicle is here represented by its center of gravity G. In this case, the device makes it possible to control the application of a yaw moment to the vehicle by means of the sole braking forces.
Comme exposé précédemment, l'unité de pilotage des actionneurs de freinage composant un tel dispositif applique un couple de freinage à la roue avant extérieure 22, de manière à générer un effort longitudinal FF au pied de la roue 22. Ainsi, la perte d'effort latéral AFL génère un moment de lacet ML autour du centre de gravité G qui tend à stabiliser le véhicule. De même, l'effort de freinage FF génère un moment de lacet MF autour du centre de gravité G du véhicule, ce qui contribue également à redresser le véhicule en survirage. As explained above, the control unit of the braking actuators composing such a device applies a braking torque to the outer front wheel 22, so as to generate a longitudinal force FF at the foot of the wheel 22. Thus, the loss of lateral force AFL generates a moment of lace ML around the center of gravity G which tends to stabilize the vehicle. Likewise, the braking force FF generates a moment of yaw MF around the center of gravity G of the vehicle, which also contributes to straightening the vehicle in oversteer.
La figure 4b illustre un véhicule équipé d'un dispositif conforme à la présente invention commandant l'application d'un moment de lacet stabilisateur au véhicule, non seulement en générant un couple de freinage sur la roue avant extérieure 22, mais également en générant un couple moteur sur la roue avant intérieure 21. FIG. 4b illustrates a vehicle equipped with a device according to the present invention controlling the application of a stabilizing yaw moment to the vehicle, not only by generating a braking torque on the outer front wheel 22, but also by generating a engine torque on the inner front wheel 21.
Comme exposé précédemment, le dispositif de commande objet de l'invention 25 comporte une unité de pilotage des actionneurs de freinage de manière à appliquer des efforts de freinage différenciés selon les roues 21 à 24. De plus, ce dispositif comprend un système pour contrôler l'organe répartiteur qui distribue le couple moteur, indépendamment ou pas, à chacune des roues motrices, en l'occurrence les roues 21 et 22. Un tel organe répartiteur peut être constitué d'un différentiel à glissement limité, d'un différentiel à visco-coupleur ou encore d'un embrayage différentiel. De tels différentiels transmettent le mouvement de rotation d'un arbre moteur, tel que l'arbre de sortie de la boite de vitesses à deux demi-arbres généralement coaxiaux qui portent chacun une roue motrice. As explained above, the control device of the invention comprises a control unit of the braking actuators so as to apply differentiated braking forces according to the wheels 21 to 24. In addition, this device comprises a system for controlling the braking actuators. distributing member which distributes the driving torque, independently or not, to each of the drive wheels, in this case the wheels 21 and 22. Such a distributor member may consist of a limited slip differential, a differential visco -coupler or else a differential clutch. Such differentials transmit the rotational movement of a motor shaft, such as the output shaft of the gearbox to two generally coaxial half-shafts which each carry a driving wheel.
Le véhicule illustré par la figure 4b se trouve en situation de survirage. Un capteur embarqué à bord du véhicule évalue régulièrement l'angle de dérive et la vitesse de lacet du véhicule et transmet cette valeur au dispositif objet de la présente invention. Ce dispositif émet alors des consignes vers l'unité de pilotage des freins et vers le système de contrôle du répartiteur de manière à appliquer des moments de lacet ML, MF, et MM, induits respectivement par la perte d'effort latéral AFL, l'effort de freinage FF et l'effort de traction du moteur FM. L'effort de freinage FF est appliqué sur la roue avant extérieure 22, tandis que l'effort moteur FM est appliqué sur la roue avant intérieure 21. Ainsi, le véhicule G va pivoter dans le sens des aiguilles d'une montre autour de son centre de gravité G pour se stabiliser dans le virage. The vehicle illustrated in FIG. 4b is in an oversteer situation. A sensor on board the vehicle regularly evaluates the drift angle and the yaw rate of the vehicle and transmits this value to the device object of the present invention. This device then sends instructions to the brake control unit and to the control system of the distributor so as to apply ML, MF, and MM lace moments respectively induced by the lateral force loss AFL, the FF braking force and the traction force of the FM engine. The braking force FF is applied to the outer front wheel 22, while the motor force FM is applied to the inner front wheel 21. Thus, the vehicle G will rotate clockwise around its front wheel. center of gravity G to stabilize in the turn.
A l'inverse, dans le cas où le véhicule G se trouve en sous-virage, le dispositif objet de la présente invention est apte à émettre les consignes vers l'unité de pilotage et vers le système de contrôle pour redresser le véhicule dans l'autre sens. La figure 5 illustre un essieu avant formé de deux demi-arbres coaxiaux portant chacun une roue motrice 21 et 22. De plus, chaque demi-arbre porte un organe de freinage F en forme de disque par l'intermédiaire duquel est appliqué le couple de freinage CF correspondant. 30 Dans la mesure où le véhicule G est équipé d'un organe répartiteur différentiel, le couple moteur CM peut être réparti à parts égales entre les deux roues motrices 21,22. La roue accélérée 21 reçoit ainsi la moitié du couple moteur et la roue freinée 22 reçoit la même valeur de couple moteur, à savoir CM/2. Pour la roue freinée 22, la 35 part de couple moteur CM/2 s'ajoute vectoriellement au couple de freinage CF, cette addition vectorielle étant représentée par la flèche verticale descendante placée à droite de la roue 22. Par conséquent, la différence entre les efforts ainsi créés aux pieds des roues 21, 22 génère un moment de lacet sur le véhicule G, ce qui permet de stabiliser ce dernier. Conversely, in the case where the vehicle G is understeer, the device of the present invention is able to issue the instructions to the control unit and to the control system to straighten the vehicle in the vehicle. 'other way. FIG. 5 illustrates a front axle formed of two coaxial half-shafts, each carrying a drive wheel 21 and 22. In addition, each half-shaft carries a disk-shaped brake member F through which the torque is applied. corresponding CF braking. As the vehicle G is equipped with a differential distributor, the engine torque CM can be equally distributed between the two drive wheels 21,22. The accelerated wheel 21 thus receives half of the engine torque and the braked wheel 22 receives the same value of engine torque, namely CM / 2. For the braked wheel 22, the motor torque portion CM / 2 is added vectorially to the braking torque CF, this vectorial addition being represented by the descending vertical arrow to the right of the wheel 22. Therefore, the difference between the efforts thus created at the wheels 21, 22 generates a yaw moment on the vehicle G, which stabilizes the latter.
Conformément à l'invention, le dispositif de commande de moment de lacet calcule les consignes qu'il émet vers l'unité de pilotage des freins F et vers le système de contrôle du couple moteur à partir des paramètres de conduite choisis par le conducteur. De manière connue, ces paramètres de conduite incluent la vitesse instantanée du véhicule V, la consigne d'angle du volant a, la consigne d'enfoncement de la pédale de frein PF et la consigne d'enfoncement de la pédale d'accélérateur PM. Pour cela, le dispositif enregistre régulièrement dans un calculateur à mémoire 61 les valeurs de ces paramètres communiqués par des capteurs appropriés. Ce calculateur peut également traiter d'autres paramètres. According to the invention, the yaw moment control device calculates the instructions it sends to the brake control unit F and to the engine torque control system from the driving parameters chosen by the driver. In known manner, these driving parameters include the instantaneous speed of the vehicle V, the steering wheel angle setpoint a, the brake pedal depressing instruction PF and the depression instruction of the accelerator pedal PM. For this, the device regularly records in a memory calculator 61 the values of these parameters communicated by appropriate sensors. This calculator can also process other parameters.
A partir de ces paramètres de conduite, le calculateur 61 détermine la consigne d'accélération longitudinale instantanée yxc, la consigne d'accélération latérale instantanée yy , ainsi que la consigne de vitesse de lacet yr' déduite du rayon de courbure de la trajectoire. From these driving parameters, the computer 61 determines the instantaneous longitudinal acceleration setpoint yxc, the instantaneous lateral acceleration setpoint yy, as well as the yaw rate setpoint yr 'deduced from the radius of curvature of the trajectory.
Ces consignes intermédiaires sont transmises à un comparateur 62 incorporé dans le dispositif. Le comparateur 62 reçoit en outre des grandeurs évaluées par des capteurs embarqués, à savoir la vitesse réelle de lacet yr' et l'accélération latérale réelle yy. En comparant ces valeurs mesurées aux consignes calculées, le comparateur détermine les requêtes à envoyer aux actionneurs de freinage et à l'organe répartiteur du couple moteur. Ces requêtes CFZ1_CFZ4 et CM sont donc exécutées par des actionneurs 63 du véhicule, produisant ainsi autant d'efforts longitudinaux et latéraux FX,, que nécessaire à la stabilisation du véhicule. Par conséquent, le dispositif objet de la présente invention permet d'assister le conducteur dans son virage en respectant le plus possible ses choix de conduite. En particulier, le véhicule équipé d'un tel dispositif voit sa vitesse faiblement réduite le long de sa trajectoire courbe. These intermediate instructions are transmitted to a comparator 62 incorporated in the device. The comparator 62 also receives quantities evaluated by on-board sensors, namely the actual yer yer speed and the actual lateral acceleration y y. By comparing these measured values with the calculated readings, the comparator determines the requests to be sent to the braking actuators and the motor torque splitter. These requests CFZ1_CFZ4 and CM are therefore executed by actuators 63 of the vehicle, thus producing as much longitudinal and lateral forces FX ,, as necessary for the stabilization of the vehicle. Therefore, the device of the present invention can assist the driver in his turn respecting as much as possible his driving choices. In particular, the vehicle equipped with such a device sees its speed slightly reduced along its curved path.
Les figures 7a et 7b présentent des relevés comparatifs de la dérive au centre de gravité et de la vitesse V de véhicules équipés de dispositifs selon l'art antérieur et de dispositifs conformes à l'invention. Comme le montre la figure 7a, les deux premières courbes, prises dans l'ordre de la légende, montrent un angle de dérive si faible, puisqu'il est limité à plus ou moins 6 . Ces deux premières courbes, notées F + M, illustrent les performances d'un dispositif conforme à la présente invention. Figures 7a and 7b show comparative readings of the drift at the center of gravity and the speed V of vehicles equipped with devices according to the prior art and devices according to the invention. As shown in Figure 7a, the first two curves, taken in the order of the legend, show such a small drift angle, since it is limited to plus or minus 6. These first two curves, denoted F + M, illustrate the performance of a device according to the present invention.
La troisième courbe, notée F, montre la dérive mesurée pour un véhicule équipé d'un dispositif de type ESP, c'est-à-dire appliquant un moment de lacet stabilisateur uniquement à partir du freinage. Comme le montre la figure 7a, la dérive atteint un maximum de -13 au temps T = 4 s. En outre, le dispositif pilotant le véhicule selon la courbe F, met environ 2,5 s pour ramener le véhicule sur sa trajectoire. Au contraire, le dispositif objet de la présente invention n'autorise que des dérives courtes, c'est-à-dire de l'ordre de la seconde. The third curve, denoted F, shows the drift measured for a vehicle equipped with an ESP type device, that is to say applying a stabilizing yaw moment only from braking. As shown in Figure 7a, the drift reaches a maximum of -13 at time T = 4 s. In addition, the device driving the vehicle along the curve F, takes about 2.5 seconds to bring the vehicle back on its trajectory. On the contrary, the device object of the present invention allows only short drifts, that is to say of the order of one second.
Le dispositif objet de la présente invention permet donc une régulation de la stabilité d'un véhicule en virage plus performante que les dispositifs de l'art antérieur. The device that is the subject of the present invention therefore makes it possible to regulate the stability of a vehicle in a turn that is more efficient than the devices of the prior art.
Par ailleurs, les quatrième et cinquième courbes, notées M,0F et OF-0M correspondent à des trajectoires de véhicules qui ne sont pas équipés de dispositif de stabilisation. On constate alors une dérive très importante puisque le survirage atteint au moins 90 . Moreover, the fourth and fifth curves, denoted M, OF and OF-0M correspond to trajectories of vehicles which are not equipped with stabilization device. We then note a very important drift since the oversteer reaches at least 90.
La figure 7b illustre un relevé comparatif des vitesses V de véhicules en virage stabilisés ou non. Les courbes sont présentées dans le même ordre que la légende de la figure 7a. Les courbes F + M montrent que le dispositif objet de la présente invention permet de stabiliser le véhicule dans le virage en diminuant faiblement sa vitesse V. Ainsi, au bout de 6 s, le véhicule présente toujours une vitesse d'environ 70 km/h, tandis qu'un véhicule équipé d'un dispositif de type ESP (courbe F) voit sa vitesse descendre aux alentours de 60 km/h à T = 6 s. Les deux autres courbes notées M,OF et OF-0M correspondent à des véhicules non stabilisés qui ne sortent pas du virage, si bien que leur vitesse est réduite à 0 au bout de 6 s. FIG. 7b illustrates a comparative survey of the speeds V of stabilized or unstable cornering vehicles. The curves are presented in the same order as the legend of Figure 7a. The curves F + M show that the device of the present invention makes it possible to stabilize the vehicle in the turn by slightly decreasing its speed V. Thus, after 6 s, the vehicle still has a speed of about 70 km / h while a vehicle equipped with an ESP type device (curve F) sees its speed drop to around 60 km / h at T = 6 s. The other two curves marked M, OF and OF-0M correspond to unstabilized vehicles that do not exit the turn, so that their speed is reduced to 0 after 6 s.
On voit ainsi que le dispositif de commande objet de l'invention est plus performant que les dispositifs de l'art antérieur pour stabiliser un véhicule en situation de 30 survirage. It can thus be seen that the control device which is the subject of the invention is more efficient than the devices of the prior art for stabilizing a vehicle in a situation of oversteer.
D'autres formes de réalisation sont possibles sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. Other embodiments are possible without departing from the scope of the present invention.
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