FR2923423A1 - Systeme de controle d'un couple de traction et/ou de freinage sur au moins une roue d'un vehicule terrestre a moteur electrique - Google Patents

Abstract

Un véhicule à traction électrique qui comporte au moins une roue motrice (1) couplée à une machine électrique rotative (2) est équipé d'un système propre à appliquer un couple de traction ou de freinage sur cette roue à partir d'une détermination du glissement de celle-ci. Le système comporte notamment un capteur de rotation (11) de ladite roue, un étage (23D) de calcul du glissement de cette roue à un instant donné en réponse à une indication de vitesse dérivée dudit capteur (3) et une indication de vitesse véhicule au sol. Une unité (23A, 23E, 23F)) de pilotage du courant dans la machine électrique est propre à ajuster le couple appliqué à la roue en fonction de la valeur du glissement calculé pour ladite roue à cet instant afin que cette valeur respecte une relation de consigne donnée. On peut appliquer le système au pilotage du couple en fonction du glissement calculé à chaque instant de façon à ce que l'adhérence de la roue en question se maintienne à un niveau d'adhérence convenable.

Description

Système de contrôle d'un couple de traction et/ou de freinage sur au moins une roue d'un véhicule terrestre à moteur électrique.

DOMAINE DE L'INVENTION 10001] La présente invention concerne les véhicules terrestres, notamment les véhicules routiers à traction électrique. Elle s'applique avec avantage aux véhicules de cette nature dont le freinage est réalisé de manière purement ou intégralement électrique, c'est-à-dire notamment sans faire appel à un couple obtenu de façon mécanique tel que par friction sur les roues. ÉTAT DE LA TECHNIQUE [0002] Les propositions de véhicules électriques se sont beaucoup développées ces dernières années. On peut citer par exemple le brevet US 5 418 477 qui décrit un véhicule à quatre roues, de type hybride série, chaque roue étant entraînée par une machine électrique qui lui est propre, 15 un contrôleur permettant de piloter les moteurs roue et assurant la gestion de fourniture d'énergie aux moteurs à partir d'un alternateur ou d'une batterie. 100031 On trouve un exemple d'un tel véhicule dans la demande de brevet publiée du Royaume Unis sous la référence UK2344799. Le véhicule est capable d'engendrer plusieurs niveaux de puissance de freinage régénératif à partir des moteurs électriques de traction, de façon à fournir 20 une fonction de freinage simulant le freinage par compression ou freinage moteur normalement disponible avec les moteurs à combustion interne, en plus de la fonction de freinage mécanique traditionnelle. 100041 La demande de brevet PCT publiée sous la référence W001/76902 décrit un système de propulsion et de freinage véhicule dans lequel chaque roue susceptible d'être entraînée par un 25 moteur à combustion interne est couplée également à une machine électrique capable de lui appliquer sélectivement un couple moteur complémentaire ou un couple freineur en fonction de signaux de commande produits par un système de contrôle de stabilité véhicule en réponse à un capteur de lacet. 100051 Le brevet US 6 709 075 quant à lui décrit un véhicule à traction électrique dans lequel 30 on peut superposer un couple de freinage régénératif au couple de freinage classique par friction appliqué sur chaque roue. Le freinage régénératif est modulé ou supprimé en fonction de la détection d'une condition de comportement prédéterminée de cette roue par le système ABS -2 (contrôle d'antiblocage de roue) du véhicule, pour éviter précisément qu'il n'interfère avec le bon fonctionnement du système ABS dans la régulation du freinage par friction. 100061 Enfin la demande de brevet au Royaume Uni publiée sous la référence UK 2 383 567 décrit également un système dans lequel une machine électrique est prévue pour fournir un couple supplémentaire à certaines roues d'un véhicule doté d'un moteur à combustion interne. Le niveau de ce couple supplémentaire est modulé en fonction des données fournies par un capteur de lacet. 10007] Ainsi il est bien connu d'utiliser le couple moteur ou freineur fourni par une machine électrique pour ajuster les efforts appliqués aux roues d'un véhicule par un moteur à combustion interne. Il est également connu d'utiliser le couple produit par une telle machine pour ajuster en plus ou en moins les efforts de freinage par friction appliqués aux roues d'un véhicule à traction électrique. 10008] Par ailleurs la demanderesse a récemment proposé un véhicule à traction électrique dont non seulement la traction mais également le freinage sont intégralement et directement dérivés d'une énergie électrique. Spécifiquement la solution repose sur le développement de moyens fiables pour assurer en toute circonstance la capacité à disposer sur chaque roue concernée d'un couple de freinage électrique régénératif suffisant pour garantir la sécurité du véhicule. Un système d'antiblocage de roue peut être mis en oeuvre en surveillant les accélération et décélération angulaires de chaque roue et éventuellement en les comparant aux accélérations mesurées sur le véhicule au même moment pour détecter des pertes d'adhérence. EXPOSE DE L'INVENTION 10009] Au regard de ces développements et de l'état de la technique qui vient d'être évoqué, la présente invention a pour objet un système pour véhicule terrestre à traction électrique permettant d'effectuer un contrôle simple mais efficace du couple de traction et de freinage électrique appliqué à au moins une roue d'un véhicule. (0010] Un système proposé, selon un aspect l'invention, pour contrôler le couple sur une roue motrice d'un véhicule à traction électrique comporte une machine électrique rotative couplée à cette roue pour la piloter en traction et en freinage et un capteur de rotation de ladite roue. Il est notamment caractérisé en ce qu'il comporte un étage de calcul du glissement de ladite roue à chaque instant donné en réponse à une indication de vitesse de cette roue, dérivée dudit capteur, -3 et à une indication de vitesse véhicule au sol à cet instant et une unité de pilotage du courant dans la machine électrique propre à ajuster le couple appliqué à la roue en fonction de la valeur du glissement calculé pour ladite roue à cet instant pour que cette valeur respecte une relation de consigne donnée. 100111 De préférence, ladite relation de consigne est déterminée pour permettre de conserver un niveau d'adhérence au sol déterminé comme souhaitable pour la dite roue dans la condition de roulage du moment. 100121 La relation de consigne peut être représentée par une inégalité selon laquelle le glissement calculé reste en dessous d'une valeur de consigne programmée et l'unité de pilotage est commandée en conséquence moduler le couple appliqué à ladite roue. Dans une forme de réalisation pour un véhicule comportant plusieurs roues couplées chacune à une machine électrique rotative, on peut par exemple adopter une valeur de consigne identique pour chaque roue, en freinage et en traction. Une valeur convenable pour ladite consigne peut se situer au voisinage de 15%. Selon une autre de réalisation, ladite valeur de consigne est variable en fonction d'au moins un paramètre du mouvement de ladite roue. 100131 L'unité de pilotage du système peut être réalisée avec un régulateur du courant circulant dans la dite machine électrique dans les deux sens et un module de commande dudit régulateur comportant un étage propre à comparer les valeurs de glissement instantané calculées avec la valeur consigne pour régler l'intensité et le sens du courant qui produit le couple appliqué à la roue concernée. Le capteur de mouvement de ladite roue permet de transmettre une indication de vitesse roue correspondante à l'étage de calcul du glissement. 100141 Par ailleurs, l'indication de vitesse véhicule par rapport au sol nécessaire pour le calcul du glissement est de préférence déterminée à l'endroit, ou l'emplacement, de la roue dont le glissement est calculé. Cette indication peut-être dérivée, selon une caractéristique de l'invention, d'une indication de vitesse véhicule globale corrigée par un coefficient qui tient compte du rayon de virage éventuel du véhicule à l'instant considéré et de la position de ladite roue par rapport au véhicule dans le virage. Dans un mode de réalisation simplifié l'indication du rayon de virage est dérivée d'un capteur du rayon de braquage instantané du véhicule. 100151 L'invention trouve une application particulièrement appropriée dans le cas d'un véhicule équipé de plusieurs roues couplées chacune à une machine électrique rotative, dans lequel le freinage de chacune desdites roues est obtenu seulement à partir de couples exercés par cette machine électrique. On a vu que en effet que la modulation du glissement permettait dans ce cas -4 de contrôler en direct la totalité du couple appliqué tant en traction qu'en freinage à chaque roue à chaque instant, sans les indéterminations, complications, ni retards qui pourraient résulter de l'application simultanée d'un autre couple d'origine mécanique par exemple. [0016] Les caractéristiques de l'invention qui viennent d'être exposées s'appuient sur la connaissance à chaque instant de la vitesse au sol du véhicule ou d'une estimation convenable de celle-ci. Selon un autre aspect, l'invention vise également un système permettant d'obtenir un évaluation performante de cette grandeur à l'aide de données déjà mesurées pour le système précédent ou aisément accessibles à bord du véhicule équipé de ce système. [0017] Ainsi selon cet aspect, l'indication de vitesse véhicule par rapport au sol retenue pour la détermination des calculs de glissement sur une roue est une indication globale dérivée d'au moins une indication de vitesse roue obtenue à partir d'un capteur associé à une autre roue du véhicule. Selon une caractéristique préférée, l'indication globale de la vitesse véhicule par rapport au sol peut-être dérivée d'une combinaison d'indications de vitesse roue issues de plusieurs roues du véhicule. [0018] Conformément à un mode de réalisation, le système comprend un étage de validation pour tester la validité de chaque indication de vitesse roue dérivée d'un capteur de roue afin de ne retenir que les seules indications valides pour élaborer ladite indication globale de vitesse au sol véhicule. (0019] Plusieurs critères peuvent être avantageusement retenus pour tester la validité de l'indication de vitesse roue. Selon l'un d'eux, la validité est testée en fonction de la valeur du coefficient d'adhérence au même instant pour cette roue. L'indication de vitesse roue n'est pas retenue comme valide si la valeur du coefficient d'adhérence ne satisfait pas une condition prédéterminée. Cette condition prédéterminée peut être que le coefficient d'adhérence doive rester inférieure à un seuil pré-établi en dessous duquel l'écart entre la vitesse circonférentielle de la roue et la vitesse véhicule à l'endroit de cette roue est suffisamment petit pour que l'utilisation de la vitesse de roue dans le calcul de la vitesse véhicule reste compatible avec la précision nécessaire. Selon un mode de réalisation, l'indication de vitesse de la roue correspondante n'est pas considérée comme valide lorsque le coefficient d'adhérence calculé excède une valeur comprise entre 40% et 60% et, de préférence, égale à 50%. (0020] Un autre critère de validation peut être mis en oeuvre dans lequel l'étage de validation est propre à dériver du capteur de chaque roue une indication d'accélération. Celle-ci est testée par rapport à une condition prédéterminée de nature à indiquer une éventuelle perte d'adhérence de la roue correspondante, au freinage ou à l'accélération (patinage), en présence de laquelle on ne retient pas la vitesse roue correspondante pour la détermination du glissement. Cette condition peut être représentée par le dépassement d'un seuil par ladite accélération de roue. Selon une caractéristique préférée, la valeur de seuil retenue est différente suivant que la roue est soumise à un couple moteur ou à un couple freineur. La valeur de seuil peut être située par exemple aux environs de 0,7g (où g est l'accélération de la pesanteur) lorsque le couple est moteur et 1,2g lorsque le couple est freineur. 100211 Un autre critère de validation peut être fourni en outre par un ou plusieurs détecteurs de l'intégrité du fonctionnement des capteurs de roues et/ou du ou des réseaux de transmission de 10 données lorsqu'un défaut d'intégrité a été décelé. 100221 Sur la base de ce qui précède, on conçoit qu'un aspect de l'invention concerne également la détermination du coefficient d'adhérence à chaque instant d'un ou plusieurs roues pour la mise en oeuvre du critère de validité des mesures de vitesse circonférentielles de roue pour l'estimation de la vitesse de déplacement du véhicule. Ainsi un calculateur de coefficient 15 d'adhérence de chaque roue est avantageusement prévu, qui fonctionne en réponse à une indication de la charge verticale sur chaque roue concernée à chaque instant considéré et une indication du courant dans la machine électrique qui fournit une mesure du couple appliqué sur la roue et donc de la force exercée par la roue tangentiellement au sol à l'instant considéré. [00231 Enfin dans un mode de réalisation, l'invention prévoit, lorsque aucune indication de 20 vitesse roue n'a pu être retenue comme valide à un instant donné, de déterminer la vitesse au sol du véhicule par un processus d'intégration des données d'accélération de mouvement du véhicule à cet instant à partir de la vitesse véhicule déterminée à l'instant précédent. A cet égard l'angle de pente du sol peut être déterminé à partir des mesures fournies par plusieurs capteurs présents à bord du véhicule pour d'autres usages. Les indications d'un accéléromètre sensible à 25 l'avancement du véhicule sont alors corrigées pour l'effet de pente ainsi déterminée aux fins de l'intégration.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES 100241 D'autres objectifs et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la 30 description qui va suivre d'exemples de réalisation préférés mais non limitatifs, illustrés par les figures suivantes dans lesquelles : -6 la figure 1 a représente schématiquement un système de contrôle de l'entraînement et du freinage d'un véhicule électrique à quatre roues motrices, à production d'énergie électrique à bord ; la figure 1 b est un schéma plus détaillé d'une partie de la figure 1 a; la figure 2 est un diagramme illustrant la variation du coefficient d'adhérence d'une roue en 5 fonction du glissement de cette roue par rapport au sol ; la figure 3 est un schéma bloc illustrant le fonctionnement d'un module de mesure de glissement et pilotage de courant en fonction de cette mesure selon un aspect de l'invention; les figures 4a et 4b sont des organigrammes du fonctionnement d'un autre module du système de l'invention; 10 les figures 5a et 5b illustrent les explications concernant la détermination de l'angle de pente du sol à partir des données mesurées par le véhicule: la figure 6 illustre très schématiquement un étage de traitement des signaux pour la correction des mesures de pente et d'accélération. les figures 7a, 7b et 7c sont des diagrammes des signaux produits dans l'étage de traitement de 15 signal de la figure 6. La figure 8 précise la définition des points d'application des forces agissant sur le véhicule.

DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS EXEMPLES DE RÉALISATION [00251 A la figure la, on a schématisé un véhicule à quatre roues 1 AvG' 1 AvD' 1 ArG et 20 1 ArD• Les roues sont notées 1 AvG pour la roue avant gauche, 1 AvD pour la roue avant droite, IArG pour la roue arrière gauche et IArD pour la roue arrière droite. Chaque roue est équipée d'une machine électrique qui lui est couplée mécaniquement. On voit les machines électriques 2AvG' 2AvD' 2ArG et 2ArD• Dans la suite, on ne reprendra pas les indices désignant spécifiquement la position de la roue 1 ou de la machine électrique 2 dans le véhicule lorsque 25 cela n'apporte rien à la clarté de l'exposé. Les machines électriques de traction 2 sont des machines triphasées de type synchrone autopilotées. Elles sont équipées chacune d'un capteur de position angulaire de type resolver 11 (fig. 3) intégré à l'arrière de la machine et sont pilotées chacune par un module électronique respectif de pilotage de roue 23 auxquel elles sont reliées par des lignes électriques de puissance 21. 30 [00261 Les modules électroniques de pilotage de roue 23 sont conçus pour piloter les machines électriques en couple à partir de la mesure des courants dans la machine et de la mesure du capteur 11 de position angulaire. Chaque module électronique de pilotage de roue 23 permet d'imposer sélectivement à la roue considérée un couple de pilotage déterminé en amplitude et en signe. De ce fait, les machines électriques peuvent être utilisées en moteur et en génératrice. -7 Chaque module électronique calcule par un traitement numérique la vitesse de rotation S2r du rotor de la machine ainsi que son accélération angulaire S2'r. Connaissant le développement de référence de la roue, et plus exactement de son pneumatique, défini comme la distance linéaire parcourue par le véhicule pour un tour de roue en l'absence de tout couple et effort longitudinal, et connaissant la réduction de l'engrenage de liaison entre l'axe du rotor et la roue, chaque module électronique 23 convertit les vitesse et accélération angulaires, respectivement S2r et S2'r, en vitesse et accélération linéaires, respectivement, Vr et yr, ramenées au véhicule. A noter cependant qu'on pourrait mettre en oeuvre certains principes de l'invention avec une mesure de vitesse de roue indépendante par exemple, pour des roues non équipées de moteurs, utiliser un capteur de vitesse du type capteur à effet Hall pour système ABS (Anti Blocking System) ou fonctionnant sur tout autre principe. (00271 Pour mémoire, dans cet exemple chacune des roues arrières IArG et 1ArD est équipée en outre d'un dispositif de frein mécanique 71 de la roue à l'arrêt et uniquement à l'arrêt, commandé par un actionneur électrique 7 piloté par une unité de commande de freinage.

Dans l'application ici décrite de l'invention, aucune des roues du véhicule ne comporte de frein mécanique de service. Quelle que soit l'amplitude du signal de commande du freinage, c'est-à-dire même pour les freinages les plus intenses, le freinage est assuré uniquement en pilotant les machines électriques en génératrice. Les moyens sont prévus pour assurer la consommation de toute la puissance produite même dans un freinage particulièrement puissant. Ces moyens peuvent comprendre une capacité de stockage, des circuits d'utilisation de l'énergie produite en temps réel et des moyens pour dissiper la puissance en excès des deux modes de consommation précédents. Chaque roue comporte une ou plusieurs machines électriques dédiées afin de pouvoir générer une force de freinage sélectivement sur chaque roue, ce que l'on ne pourrait pas faire avec une machine électrique commune à plusieurs roues, par exemple les roues d'un essieu, car il y aurait dans ce cas une transmission mécanique et un différentiel entre les roues. Les machines électriques sont dimensionnées de façon appropriée pour imposer à chaque roue la force de freinage la plus élevée possible. (00281 Afin de permettre d'absorber une puissance électrique élevée, on a installé des résistances électriques de dissipation refroidies efficacement, par exemple par circulation d'eau, les accumulateurs électriques connus n'étant pas capables d'absorber la puissance électrique produite par un freinage d'urgence ou n'étant pas capables d'absorber toute l'énergie électrique produite par un freinage de longue durée, sauf à installer une capacité telle que le poids du véhicule serait vraiment prohibitif. Ainsi, le système électrique ici représenté dont une description plus détaillée peut être trouvée par exemple dans la demande de brevet publiée -8 WO 2007/107576 AI, au nom de l'un des demandeurs, est un système électrique autonome isolé de l'environnement, sans échange d'énergie électrique avec l'extérieur du véhicule, donc applicable aussi aux véhicules automobiles, application des systèmes de freinage électrique beaucoup plus difficile que dans le cas de véhicules reliés à un réseau électrique comme les trains ou les trams urbains. 100291 On peut par exemple choisir de disposer plusieurs machines électriques dont les couples s'additionnent. Dans ce cas, un module électronique de roue peut piloter plusieurs machines électriques en parallèle installées dans une même roue. Au sujet de l'installation de plusieurs machines électriques dans une roue, on consultera par exemple la demande de brevet WO 2003/065546 et la demande de brevet FR 2776966. 100301 Dans l'exemple ici choisi et illustré on décrit une application à un véhicule assurant la production d'énergie électrique à bord. On voit sur la figure la une pile à combustible 4 délivrant un courant électrique sur une ligne électrique centrale 40. Bien entendu, tout autre moyen d'alimentation en énergie électrique peut être utilisé, comme par exemple des batteries.

On voit aussi un dispositif de stockage d'énergie électrique constitué dans cet exemple par un banc de super condensateurs 5, relié à la ligne électrique centrale 40 par un module électronique de récupération 50. On voit une résistance électrique de dissipation 6, de préférence plongée dans un liquide caloporteur évacuant les calories vers un échangeur (non représentés), constituant un dispositif d'absorption d'énergie apte à absorber l'énergie électrique produite par l'ensemble des machines électriques au cours d'un freinage. La résistance de dissipation 6 est reliée à la ligne électrique centrale 40 par un module électronique de dissipation 60. 100311 Une unité centrale de calcul et de commande 3 gère différentes fonctions, parmi lesquelles la chaîne de traction électrique du véhicule. L'unité centrale 3 dialogue avec l'ensemble des modules électroniques de pilotage de roue 23 ainsi qu'avec le module électronique de récupération 50 via les lignes électriques 30A (bus CAN ). L'unité centrale 3 dialogue aussi avec une pluralité de commande détaillées sur la figure lb, à savoir notamment une commande d'accélération 33 via une ligne électrique 30E, avec une commande de freinage 32 (frein de service) via une ligne électrique 30F, et avec une commande 31 sélectionnant la marche avant ou la marche arrière via une ligne électrique 30C. L'unité centrale 3 dialogue également, via une ligne électrique 30G, avec un capteur ou système de mesure 35 lié à la commande de direction 41 du véhicule et permettant de déterminer le rayon de braquage Ray. Enfin, pour la gestion du comportement dynamique du véhicule dans cet exemple, l'unité centrale 3 dialogue, via une ligne électrique 30D, avec un capteur 34 d'accélération yx suivant l'axe longitudinal X du véhicule, via une ligne électrique 30H, avec un capteur ou système de mesure 36 de l'accélération y y suivant un axe transversal Y du véhicule, via une ligne 30I, avec un capteur 37 de vitesse angulaire de lacet Qz autour d'un axe vertical Z du véhicule, et enfin, via une ligne 30J, avec un capteur 38 de vitesse angulaire n_y autour de l'axe transversal Y. Les informations issues des ces capteurs, permettent le calcul par l'unité centrale 3, entre autres résultats, des charges dynamiques sur les roues ,telles qu'elles résultent des déports de charge entre les roues avant et arrière ainsi qu'entre les roues droites et gauche du véhicule en fonction des accélérations longitudinale (suivant l'axe X) d'une part, et transversale (Axe Y transversal par rapport à la marche du véhicule). 10032] L'unité centrale 3 assure la gestion du déplacement longitudinal du véhicule, pour ce faire elle contrôle l'ensemble des modules électroniques de pilotage de roue 23. Elle comporte d'une part un mode de fonctionnement en traction activé par un signal de commande dont l'amplitude est représentative de la force totale de traction souhaitée pour le véhicule, ledit signal de commande venant de la commande d'accélération 33, et d'autre part un mode de fonctionnement en freinage activé par un signal de commande dont l'amplitude est représentative de la force totale de freinage souhaitée pour le véhicule, ledit signal de commande venant de la commande de freinage 32. Dans chacun de ces modes de fonctionnement, quelle que soit l'amplitude du signal de commande respectif, l'unité centrale 3 contrôle l'ensemble des modules électroniques de pilotage de roue 23 de façon à ce que la somme des efforts longitudinaux provenant des machines électriques rotatives sur l'ensemble des roues 1 soit une fonction de ladite amplitude du signal de commande. C'est le cas, en particulier pour le mode de fonctionnement en freinage. Autrement dit, il n'y a pas de frein mécanique de service ; le système de freinage électrique décrit ici est le frein de service du véhicule. 10033] Par ailleurs l'unité centrale 3 est programmée pour commander l'application d'un couple de consigne spécifique sur chaque roue en fonction de la charge dynamique de chaque roue de manière à faire travailler chaque pneu selon un programme de comportement déterminé. Ainsi, dans l'exemple ici décrit le programme règle le couple sur chaque roue (et donc l'effort tangentiel respectivement appliqué au sol par chaque roue) en fonction d'une stratégie externe fixée a priori.. En conséquence, comme on le verra plus loin chaque module électronique de pilotage de roue reçoit de l'unité centrale une consigne de couple à partir de laquelle il détermine une valeur de consigne correspondante I,, pour le courant de commande de la machine électrique correspondante. -10-(00341 De retour à la figure la, comme indiqué précédemment, l'actionneur 7 du dispositif de frein de parking mécanique 39 est commandé via la ligne électrique 30K uniquement par cette commande de frein de parking 39, et absolument pas par la commande de freinage 32 du frein de service, un dispositif de sécurité étant prévu pour empêcher la mise en oeuvre de ce frein en dehors de la situation de parking. Enfin, le module électronique de récupération 50 dialogue avec le module électronique de dissipation 60 via une ligne électrique 30B. (0035] On expose maintenant les aspects concernant la mise en oeuvre de l'invention proprement dite. La figure 2 représente trois courbes de variation du coefficient d'adhérence ( ) d'une roue 2 de véhicule, qui peut être typiquement équipée d'un pneumatique, en fonction du glissement (X) mesuré au contact du sol de roulement, l'une 101 dans le cas d'un sol sec, une autre 102 dans le cas d'un sol mouillé, donc plus glissant, et la troisième 103 dans le cas d'un sol de glace donc très glissant. On peut distinguer dans le plan de ces courbes une première zone hachurée Z1 délimitée à droite par une ligne joignant les maxima des coefficients d'adhérence de ces courbes. Dans cette zone Zl, le fonctionnement de la roue est stable c'est-à-dire que plus le glissement augmente et plus le coefficient d'adhérence augmente également. Ceci permet de transmettre au sol les efforts tangentiels résultant du couple moteur ou freineur appliqué à la roue. Dans une deuxième zone Z2 correspondant aux valeurs de glissement plus élevées le fonctionnement devient instable. Comme on le voit bien pour la courbe 101, lorsque le glissement dépasse un certain seuil, ici d'environ 15%, le coefficient d'adhérence diminue.

L'effort tangentiel passé au sol diminue donc et l'excédent de couple non transmis ralentit encore la vitesses de rotation de la roue ce qui provoque encore une augmentation du glissement et ainsi de suite; c'est le phénomène de perte d'adhérence qui conduit rapidement (quelques dixièmes de seconde en général) soit à l'annulation momentanée de la vitesse de rotation de la roue par le freinage avant sa mise en rotation en patinage dans le sens inverse du déplacement du véhicule, soit à sa mise en patinage par accélération dans le sens du déplacement du véhicule. 10036] La valeur maximale du coefficient ( ) dépend du pneumatique, de la nature des conditions (sec, humide, etc.) du sol de roulement. Dans le cas d'un véhicule de tourisme équipé de pneumatiques de bonne qualité en adhérence, la valeur optimale du coefficient d'adhérence correspond à un glissement se situant autour de 5% à 15% Sachant que le coefficient d'adhérence (ici considéré) est défini par le ratio de l'effort tangentiel au sol par la charge perpendiculairement à la surface de celui-ci dans l'aire de contact de la roue au sol, les valeurs mentionnées autorisent donc une décélération maximale de 1,15g, (g étant ici l'accélération de la pesanteur) sur sol sec, de 0,75g sur sol mouillé et de 0.18g sur glace, dans la mesure où l'on pourrait parvenir à maintenir le point de fonctionnement de la roue sur le sol à cet optimum. Un -11- des buts poursuivis par la présente invention est de s'approcher autant que possible de ce fonctionnement par un contrôle adapté des couples appliqués à chaque instant à certaines au moins des roues du véhicule et, notamment, aux roues disposant d'un entraînement et d'un freinage par machine électrique. 100371 Sur la figure 3 on a représenté très schématiquement les éléments d'un dispositif de contrôle du couple de traction ou de freinage appliqué à chaque roue par la machine électrique 2 correspondante en fonction des mesures de glissement opérées sur cette roue conformément à l'invention. Ce mode de représentation est commode pour la bonne compréhension des explications qui vont suivre. Bien entendu l'invention peut être mise en oeuvre à l'aide des dispositifs matériels programmables et logiciels classiques utilisés dans la gestion et le contrôle des véhicules routiers. Le module électronique de roue 23 a pour rôle premier de piloter en couple le ou les moteurs qui lui sont associé(s). La caractéristique couple-courant des machines synchrones triphasées autopilotées 2 étant bien connue, contrôler le courant dans ces machines équivaut donc à piloter ces machines en couple. Dans le module de pilotage de roue 23, cette fonction de base est schématisée par le module 23A qui contrôle le courant sur la ligne de puissance 21 à partir d'une consigne de courant le et d'une mesure de position angulaire ar du rotor de la machine 2, délivrée par le resolver 11. Un module de calcul 23F permet de convertir la consigne de couple Cc délivrée par l'unité centrale 3 en consigne de courant Icc nécessaire pour générer ce couple. L'information de position angulaire ar du rotor de la machine 2 délivrée par le resolver 11 est également exploitée par un module 23B pour calculer la vitesse angulaire, S2r, ainsi que l'accélération angulaire, 52'r, dudit rotor. Connaissant le développement de référence de la roue, et plus exactement de son pneumatique, défini comme la distance linéaire parcourue par le véhicule pour un tour de roue en l'absence de tout couple et effort longitudinal, et connaissant la réduction de l'engrenage de liaison entre l'axe du rotor et la roue, le module 23C convertit la vitesse angulaire, 52r, ainsi que l'accélération angulaire, S2'r, du rotor respectivement en une indication de vitesse linéaire circonférentielle, Vr, de roue (ramenée au véhicule comme on le verra plus loin) ainsi qu'en une indication d'accélération linéaire circonférentielle de roue, yr. Ces indications de vitesse et accélération circonférentielles de roue, respectivement Vr et yr, sont transmises à l'unité centrale 3 sur le bus de communication CAN 30A. 100381 En plus de la consigne de couple Cc, le module de pilotage 23 reçoit de l'unité centrale 3, via le bus de communication CAN 30A, une consigne du glissement maximum acceptable (X-c) et une indication de la vitesse au sol (Vä ) du véhicule proprement dit, sur laquelle on reviendra ultérieurement. - 12-

100391 Avec une périodicité de 1 ms à 2 ms, le module de pilotage de roue 23 réalise un calcul du glissement 2^, à l'instant considéré selon la formule (Vr ùVä)/V,,, schématisé par un bloc 23D qui reçoit les indications numériques V,,, de l'unité centrale 3, et Vr, issues du module 23C. Au cours d'une phase d'accélération de la roue, la vitesse roue est plus grande que la vitesse véhicule et le glissement, selon la formule définie précédemment, est positif alors qu'au cours d'un freinage la vitesse roue Vr est plus faible que la vitesse véhicule Vä et le glissement est négatif. Pour simplifier l'exposé, on considère par la suite X comme la valeur absolue du glissement, de même que la consigne de glissement maximum Xc et la consigne de courant Icc seront toujours considérées comme positives. L'indication de glissement calculé est utilisée IO (comme schématisé par un module de comparaison 16) pour fournir un signal indicatif de l'écart cX entre le glissement calculé et le glissement de consigne (Xc) délivré par l'unité centrale 3. Dans le cas où l'écart X entre le glissement calculé X et le glissement de consigne 2,c indique un dépassement de cette consigne maximum par le glissement instantané, cette information est utilisée par un régulateur 23E, qui peut être par exemple un régulateur PID classique 15 (Proportionnel Intégrale Dérivée), pour générer, une consigne de courant IXc. Une consigne de courant globale le est ensuite calculée (Bloc additionneur 17) par sommation : (i) de la consigne de courant initiale Icc, générée à partir de la consigne de couple (bloc 23F), et (ii) de la consigne de courant IXc issue du régulateur 23E. C'est cette consigne globale le qui est appliquée au module 23A contrôlant le courant de la machine électrique 2, lequel reçoit également 20 l'indication de position angulaire du rotor de la machine électrique délivrée par le resolver 11. Ainsi par exemple, tant que le glissement k reste inférieur à la consigne Xc, lors d'une phase d'accélération, il ne se passe rien. Si la roue commence à patiner, auquel cas k devient supérieur à a,c, l'écart avec le glissement de consigne devient négatif. L'indication de courant correspondante IX,c à la sortie du module 23E également négative vient donc en diminution de 25 l'indication du courant de consigne initiale Icc dans le bloc de sommation 17 de manière à diminuer le couple appliqué à la roue et maintenir le glissement au maximum à Xc.) 100401 Les informations traitées par l'unité centrale 3 (consigne de couple Cc, Vitesse véhicule V,,, et consigne de glissement Xc sont délivrées au module roue 23 à une cadence relativement lente de 10 à 20 ms, relativement lente mais bien adaptée à la dynamique de 30 comportement véhicule. A l'inverse les informations issues des modules propres à chaque roue (23B, 23C, etc. et les traitements effectués par les modules 16, 17, 23D et 23E sont effectués à une cadence relativement rapide, correspondant à une période de 1 à 2 millisecondes, bien adaptée à la dynamique de roue. Sachant enfin que chaque module électronique de pilotage de roue 23 permet d'imposer sélectivement à la roue considérée un couple de pilotage déterminé en - 13 - amplitude et en signe, on dispose ainsi d'un système rapide et efficace permettant un contrôle permanent du glissement dans le sens freineur (anti-inversion de rotation) et dans le sens moteur (anti-patinage) et cela sur chaque roue commandée intégralement en traction et en freinage par la seule machine électrique. On réalise de la sorte un véritable contrôle automatique de l'adhérence de la roue avec son pneumatique.

100411 Conformément à un autre aspect de l'invention, le système est agencé pour permettre de déterminer une valeur globalement représentative de la vitesse au sol du véhicule à l'aide des mesures instantanées obtenues à bord et de corriger éventuellement cette valeur pour obtenir la vitesse au sol du véhicule à l'endroit de chaque roue afin que le calcul du glissement IO correspondant reste aussi précis que possible en toute circonstance et notamment en virage.

100421 Certains aspects de cette technique reposent sur la détermination du coefficient d'adhérence d'une roue donnée à un instant considéré qui doit être exposée au préalable. Lorsque la roue n'est soumise qu'au seul couple fourni par la ou les machines électriques auxquelles elle est couplée, (soit parce qu'elle ne comporte ni entraînement par moteur à 15 combustion interne, ni freinage mécanique, typiquement par friction -- conformément aux enseignements de la demande de brevet déposée par le demandeur rappelée au préambule -- soit parce qu'elle est temporairement dans cette condition à l'instant considéré), ce couple sur la roue est en correspondance directe avec le courant traversant la ou les dites machines électriques 2. Connaissant le rayon de référence de la roue 1 on peut donc en déduire à chaque instant la 20 force tangentielle exercée au sol par la roue.

100431 Par ailleurs, connaissant l'empattement E du véhicule (voir figure 8), la masse totale du véhicule M, sa répartition kM et (1-k)M entre le train arrière et le train avant et la hauteur Hg du centre de gravité, connaissant mesurant enfin les accélérations linéaires y, et yy fournies par les capteurs ou systèmes de mesure 34 et 36 (fig. lb), l'unité centrale 3 est en 25 mesure de calculer à chaque instant la charge, ou effort normal FAV et FAR, sur les trains avant et arrière. Connaissant la voie V du véhicule l'unité centrale 3 est également apte à déterminer la répartition des charges entre les roues de chacun des trains avant et arrière.

100441 Les grandeurs de masse et de position du centre de gravité peuvent être mesurées à la mise sous tension du véhicule par un système de capteurs adapté ou tout autre équivalent. Dans 30 l'exemple ici décrit on a plus simplement opté pour des valeurs nominales correspondant au modèle de véhicule considéré avec deux passagers à bord. Comme indiqué précédemment, l'unité centrale calcule alors le coefficient d'adhérence instantané de la roue comme le rapport entre l'effort tangentiel et l'effort normal exercés au sol par la roue à l'instant considéré. -14- 100451 Revenant maintenant à la détermination de la vitesse véhicule, elle est basée sur un calcul de la moyenne des valeurs de vitesse circonférentielle des roues V, dérivées des mesures des capteurs 1l et validées préalablement en fonction de critères qui sont maintenant décrits, pour ne retenir que celles de ces valeurs qui sont jugées fiables pour ce calcul. Ainsi, tant qu'au moins une des valeurs de vitesse roue est valide, en fonction de ces critères, elle sert à déterminer la vitesse véhicule de référence à l'instant donné suivant la formule: Vä = Somme Vr valides / Nb _roues _valides (g) 100461 Si aucune vitesse circonférentielle de roue n'est valide à l'instant donné, la vitesse véhicule est alors calculée par l'unité centrale, à partir de la dernière vitesse véhicule valide obtenue, par intégration d'une indication de l'accélération de mouvement du véhicule estimée comme on le verra ci-après. La mesure Vr est considérée comme valide si les conditions suivantes sont remplies: 100471 (a) Le système ne détecte pas de défaut dans les échanges d'information numérique circulant sur le bus CAN 30A. Les composants électroniques chargés spécifiquement de gérer la communication sur le bus CAN, et intégrés respectivement à l'unité centrale 3 et à chacun des modules électroniques de roue 23, vérifient le bon fonctionnement du système de communication ainsi que l'intégrité des informations numériques qui y circulent. Lesdits composants génèrent, le cas échéant, une information de défaut CAN utilisable par l'unité centrale 3 et/ou les modules électroniques de roue 23. Par ailleurs, l'unité centrale 3 envoie régulièrement des informations (consignes ; Vä ; ...cf. figure 3) aux modules électroniques de roues 23 avec une cadence comprise entre 10 et 20 ms (ici 16 lns ). Si cette cadence n'est pas respectée, le module électronique détecte un défaut CAN (unité centrale absente suite à panne, à coupure de la connexion CAN, ...) et ignore les données en provenance du bus CAN. En symétrie, les modules 23 répondent à l'unité centrale (V- ; courant ; défauts ; ...) avec cette même cadence de 16 ms. Si l'unité centrale constate que la cadence n'est pas respectée pour un des modules électroniques 23, elle déclare le module concerné comme absent et ignore ses données (en particulier Vr). 100481 (b) Le module électronique de pilotage 23 associé à la roue en question ne détecte pas de défaut du résolver 11. 10049] (c) Ladite roue n'a pas perdu son adhérence au sol. A cet égard on considère qu'il y a perte d'adhérence principalement lorsque l'accélération circonférentielle de roue y -r est anormale, c'est-à-dire trop élevée pour la physique du véhicule. Par exemple on considère - 15- qu'une valeur dépassant 0,7g dans le sens moteur et 1,2g dans le sens freineur indique une perte d'adhérence de la roue. Noter que ces valeurs de l'accélération ici sont dérivées des informations fournies par le resolver I l au module de pilotage de roue 23 et à l'unité centrale. Lorsqu'une perte d'adhérence a été détectée sur une des roues, le retour à une adhérence normale, donc à une mesure de vitesse valide pour ladite roue, n'intervient que si la mesure de glissement de la roue considérée prend une valeur suffisamment faible pour qu'on puisse considérer que l'erreur est acceptable pour la mesure de la vitesse véhicule (3%), ou alors que pr est suffisamment faible pour garantir l'adhérence de la roue quel que soit l'état du sol (15% au regard d'un état du sol très glissant correspondant à la courbe 103 de la figure 2) . 10050] (d) Le coefficient d'adhérence ( r) calculé à l'instant considéré est inférieur à une valeur limite (t lim) au-delà de laquelle le glissement, tel qu'il résulte des courbes !.t(k) de la figure 2, est jugé trop élevé pour que l'on puisse continuer de considérer la vitesse circonférentielle de la roue comme une première approximation acceptable de la vitesse du véhicule à l'endroit de ladite roue. Si l'on considère par exemple une valeur de (t-lim) comme représentée aux alentours de 50%, on peut constater que les valeurs de glissement correspondant aux valeurs de r inférieures à cette limite sont petites (courbes 101 et 102). Elles conduisent à une erreur dans la détermination de la vitesse moyenne qui ne dépasse pas 1,5 à 3 %, ce qui est jugé acceptable. 10051] L'observation des courbes de la figure 2 montre que lesdites courbes sont peu dépendantes de l'état du sol, pour des valeurs de r inférieures à R-lim (aux environs de 50%), lorsque l'adhérence maximum du sol max dépasse .t-lim (cas de ,nazi et max2 pour les courbes 101 et 102). Dès lors, connaissant la caractéristique (fi,) du pneumatique utilisé, en particulier, pour t inférieur à 50%, il serait possible de déterminer le glissement X correspondant au r de travail à l'instant considéré et de pondérer en conséquence la mesure de vitesse roue V, 10052] L'indication du coefficient d'adhérence déterminé comme il a été expliqué peut être entachée d'une erreur, par exemple correspondant aux variations de la charge réelle du véhicule par rapport à une charge nominale prise en compte pour le calcul de l'effort normal sur la roue. Cependant on peut constater à l'observation des courbes 101 et 102 qu'une forte erreur sur le coefficient d'adhérence autour de 50% n'a que peu d'influence sur la valeur correspondante du glissement. On a déterminé en pratique que pour l'application du critère de validité ici décrit (à savoir la validité de l'approximation consistant à utiliser la vitesse circonférentielle d'une roue à la place de la vitesse du véhicule mesurée à l'endroit de celle-ci) -16- que ces imprécisions n'affectaient pas de façon sensible la qualité de la décision opérée à partir de la valeur du coefficient d'adhérence. [0053] Considérant maintenant le cas d'un sol à coefficient d'adhérence particulièrement faible (courbe 103), la valeur indiquée de (g-lim) dépasse le coefficient d'adhérence maximum gm,,x du sol. La roue concernée a tendance à accélérer très vite de manière anormale mais la perte d'adhérence est alors détectée par le critère (e) exposé précédemment. En revanche on voit que si le coefficient d'adhérence g est inférieur à 15% la roue est en situation d'adhérence avec le sol quelque soit l'état celui-ci (courbes 101, 102 ou 103). Cette valeur fournit un critère de test de maintien ou de reprise d'adhérence de la roue. (Voir étape 113 de la figure 4) 10054 Le système détennine ainsi une valeur de la vitesse véhicule qui ne représente pas en toute rigueur la vitesse d'un point fixe prédéterminé du véhicule (par exemple le centre de gravité du véhicule) et qu'on qualifiera ici de "globale". Pour calculer le glissement d'une roue donnée, le système doit encore s'assurer que cette valeur est suffisamment proche au moment considéré de la vitesse au sol du véhicule à l'emplacement de la roue considérée dans la trajectoire du véhicule. Tel est normalement le cas si le véhicule se déplace en ligne droite. Dans ce cas la vitesse globale Vä transmise par l'unité centrale au module 23 permet d'obtenir directement la représentation adéquate du glissement à partir de l'indication de vitesse de roue Vr. Tel n'est pas le cas en revanche lorsque le véhicule est en virage. Dans ce cas la vitesse globale du véhicule et sa vitesse au niveau de la roue diffèrent par un coefficient de correction qui est à la fois fonction du rayon de virage et de la position (intérieure ou extérieure) de la roue dans le virage. L'unité centrale 3 est programmée pour déterminer ce coefficient de correction en fonction de l'indication du rayon de braquage Ray transmise sur la ligne 30G en provenance du système de mesure 35 lié à la commande de direction 41 et d'un facteur qui tient compte de la position (intérieure ou extérieure) de la roue dans le virage. [0055] Les coefficients de correction sont établis en fonction d'une relation empirique pour chaque type de véhicule considéré dans cet exemple sur la base de mesures réelles effectuées sur le véhicule considéré. La valeur du coefficient de correction approprié à chaque roue dans la situation instantanée du véhicule (sens et rayon du virage) est utilisée par l'unité centrale 3 pour calculer une valeur de correction correspondante de la vitesse circonférentielle: A V, Ar int, A Vr Ar ext, A Vr Av int et A Vr Av ext, = f(Ray), -17- (où Ray représente ici le rayon de braquage), pour les roues avant (Av), arrière (Ar) intérieures (int) et extérieures (ext.) au virage. 10056] La valeur Vä est transmise au module de pilotage 23 correspondant à chaque roue et combinée à la vitesse circonférentielle de cette roue corrigée (Vr + A Vr) afin de déterminer la valeur du glissement à l'instant correspondant avec une précision suffisante. On notera ici que par souci de clarté on n'a pas représenté à la figure 3 le processus de transmission et d'élaboration des valeurs de vitesse corrigée. En revanche le principe de cette correction est bien pris en compte dans l'organigramme de la figure 4b ci-après. 10057] Les essais du demandeur ont montré que l'on parvenait à déterminer pour chaque 10 roue un coefficient de correction qui donne des mesures corrigées cohérentes à 1,5% près pour toutes les roues concernées. ]0058] A ce stade, les figures 4a et 4b donnent un organigramme simplifié de la procédure de détermination de la vitesse véhicule, pour un véhicule à quatre roues électriquement pilotées en couple comme celui de la figure 1. L'organigramme de la figure 4b illustre le traitement du 15 signal de vitesse circonférentielle VrAVD de la roue avant droite IAVD du véhicule à un instant donné (étape 101) et débute par un calcul (étape 102) de la valeur de cette vitesse Vie AVD compensée pour les virages éventuels par un facteur f(Ray, avd) qui tient compte à la fois du rayon de braquage du véhicule et de la position de la roue 1 AVD par rapport au sens du virage. Le système procède ensuite à l'examen de sa validité en tant que première approximation de la 20 vitesse véhicule à l'emplacement de cette roue. A cet effet sont vérifiées successivement l'absence de défaut du réseau CAN (étape 103) et de l'information du résolver 11 correspondant (étape 105), puis, dans l'affirmative, la valeur de l'accélération angulaire de ladite roue (étape 109) par rapport à une limite supérieure pour l'entrée en patinage et une limite inférieure correspondant à une décélération pouvant conduire à une inversion du sens de rotation de la 25 roue. Si cette valeur d'accélération est en dehors de l'intervalle défini par ces limites un indicateur de défaut d'adhérence est activée (étape 111). Dans le cas contraire, le processus teste (étape 113) si la dernière valeur de glissement calculée est inférieure à 3% ou si la valeur du coefficient d'adhérence p est inférieure à 15% d'où il résulte que la roue a retrouvé une condition d'adhérence au sol à l'issue d'une perte d'adhérence, même dans le cas de la courbe 30 103 (glace, figure 3). Dans l'affirmative ceci entraîne l'activation d'un indicateur d'adhérence (étape 115). Dans la négative le processus vérifie l'état des indicateurs 111 et 115 (étape 117) et si une indication d'adhérence a été détectée vérifie si la valeur du coefficient d'adhérence l déterminé pour la roue à cet instant est inférieure à la limite supérieure i;,,, (étape 107). Si le -18- résultat de l'un des tests 103, 105, 117 ou 107 est négatif, le processus passe directement à la fin du traitement (borne 121) pour la roue 1AVD à l'instant considéré et passe à la roue suivante (comme expliqué plus loin en référence à l'organigramme de la figure 4a. Si le test à l'issue de l'étape 107 est positif un compteur du nombre de roues sélectionnées à l'issue du traitement des signaux de roues V, dans la séquence examinée pour l'instant considéré est incrémenté. La vitesse de la dernière roue sélectionnée est ajoutée à la somme E V. des vitesses des roues déjà sélectionnées. (étape 119). 10059] Le traitement qui vient d'être passé en revue s'inscrit dans une étape 301 d'un processus de détermination de la vitesse globale véhicule (borne 300) qui commence par une initialisation (étape 301) du compteur de roues sélectionnées et du registre de sommation des vitesses de roues sélectionnées, déjà mentionné. Comme indiqué également les signaux des roues Al sont traités successivement dans les étapes de traitement 303 à 309. A l'issue de cette phase, l'état du compteur de roues sélectionnées est vérifié (étape 311). Si ce nombre n'est pas nul, le système calcule la moyenne V, des vitesses de roues sélectionnées (étape 313) et l'affiche comme vitesse globale véhicule pour l'instant considéré (borne 315) à la fin du processus. Si l'étape 311 détecte qu'aucune roue n'a été sélectionnée, la sortie de déclenche un sous processus (étape 317) comme il va être expliqué ci-après. 10060] Ainsi, lorsque aucune mesure de vitesse circonférentielle de roue tirée des capteurs de roues ou resolvers I l ne peut être retenue pour estimer la vitesse au sol du véhicule à un instant donné, comme par exemple dans le cas d'un freinage appuyé, l'unité centrale 3 calcule la vitesse véhicule par intégration numérique de l'accélération longitudinale de mouvement à partir de la vitesse globale déterminée pour l'instant précédent. La vitesse véhicule à chaque instant i est alors fournie par la formule: Vä(i) = Mi-1) + yx,.At, (f) où Vä(q est la vitesse véhicule estimée à l'instant t, ; V,(,.1) est la vitesse véhicule estimée à l'instant t(,_,) ; est l'accélération de mouvement du véhicule et At est l'intervalle de temps entre deux calculs successifs (soit 16 ms comme indiqué pour cet exemple). 10061] Bien entendu, il est important de disposer alors d'une mesure fiable de l'accélération de mouvement véhicule yx_mvb De façon classique, l'accéléromètre 34 utilisé dans le présent exemple est sensible à l'accélération yx_meç résultant des efforts appliqués au véhicule dans la direction et le sens de son du déplacement longitudinal. On suppose pour simplifier les explications que l'axe de l'accéléromètre 34 est orienté parallèlement au sol quand le véhicule est à l'arrêt et on néglige dans un premier temps les oscillations de tangage de la caisse du - 19- véhicule. Si le sol est horizontal, la mesure yx mes de l'accéléromètre 34 correspond réellement à l'accélération de mouvement yx_mvt du véhicule. En revanche, lorsque le sol de roulement 280 est en pente, formant un angle 8 avec l'horizontale (figure 5a), l'accélération de mouvement du véhicule 285 suivant son axe de déplacement XX est la résultante de l'accélération yx mes mesurée selon cet axe XX et de la composante de l'accélération de la pesanteur g suivant ledit axe de déplacement du véhicule XX (voir figure 5a et 5b). La valeur de cette composante représente un écart de g.sin5 entre la valeur de l'accélération mesure yx mes et la valeur réelle de l'accélération yx_mst de mouvement du véhicule. Ainsi par exemple, une pente de 5% non compensée induit, sur la mesure d'accélération, une erreur de 5% si on freine à 1g (mais de 10% si on ne freine qu'à 0.5g) et sur la vitesse une erreur de 7 km/h au bout de 4 s. Il est en conséquence nécessaire de corriger la valeur yx_mvt pour avoir une mesure de vitesse véhicule acceptable pour la régulation du glissement selon la relation: yx-n,~~ = yx mes - g.sinby (a) La correction est effectuée par l'unité centrale 3 qui requiert en conséquence une information 15 fiable sur la valeur de l'angle S .

100621 On peut avoir un premier accès à l'angle S en utilisant les mesures issues des capteurs de roue 11. L'unité centrale 3 calcule une première approximation yx roues de l'accélération de mouvement du véhicule à partir des valeurs d'accélération circonférentielle de chaque roue yr qui lui sont transmises par les modules de roue 23. La relation (a) ci-dessus 20 permet en effet de déduire une estimation de l'angle b suivant la formule: by-aee = Arcsin [(yx mes - yx roues)/g] (b) Ce calcul fait l'objet d'un premier étage (FI) de traitement numérique des signaux illustré par le bloc 201 de la figure 6. [00631 En pratique le signal correspondant à cette estimation est très bruité. Il est visible 25 sur la figure 7a qui représente (Graphe 200) un diagramme de la courbe de variation 200 en fonction du temps de l'angle 8_réc de 0 à 1 (valeurs arbitraires) lors d'un changement de pente du sol et la variation correspondante de l'estimation 221 (relation (b)) à la sortie de l'étage F1. Une étape supplémentaire pour améliorer la qualité de la mesure consiste à opérer un filtrage numérique passe-bas (étage F2 -bloc 203) des valeurs numériques issues de F l. Sur la figure 7a 30 on voit la courbe de variation 223 du signal 8y_ion, à la sortie de F2 qui est en retard sur la variation de l'angle mais offre une bonne précision sur le long terme. - 20 - (0064] Pour obtenir une indication améliorée de l'angle S qui présente à la fois une précision et une dynamique suffisantes, l'unité centrale 3 combine le résultat avec une autre approximation de l'angle S_dyä issue des mesures du capteur 38 de la vitesse angulaire du véhicule Séy autour de l'axe YY parallèle au sol et perpendiculaire à l'axe XX de mouvement du véhicule. Ce signal est intégré dans le temps (étage F3, bloc 205 fig. 6) pour fournir une estimation de la variation de l'angle S (S y_ny. ) à la sortie de F2 représentée en 225 sur le diagramme de la figure 7b. Ce signal est bien représentatif de la variation d'angle recherchée sur le court terme mais sujette à dérive sur le long terme. Il fait l'objet d'un filtrage numérique passe-haut (étage F4 - bloc 207 ù figure 6) avec la même constante de temps que le filtrage passe-bas opéré par l'étage F2 pour fournir l'indication numérique dont on voit la représentation 227 sur la figure 7b. Les sorties des étages F2 et F4 (figure 6) sont sommées dans un étage 209 pour fournir l'indication compensée 210 recherchée de l'angle S, (voir courbe 210 du diagramme de la figure 7c).

100651 La place des opérations qui viennent d'être détaillées ici dans l'ensemble du processus de détermination de la vitesse globale du véhicule conformément à l'invention est représentée par l'étape 317 de l'organigramme de la figure 4a. Connaissant l'angle S avec 1 aprécision souhaitée le système calcule l'accélération de mouvement comme il a été expliqué à propos de la relation (a) puis la vitesse globale véhicule est calculée suivant la relation (f). La vitesse globale véhicule ainsi calculée pour l'instant considéré est affichée à l'étape 315, à défaut d'une détermination valide qui serait issue directement des signaux de roues.

100661 Dans les faits, l'angle de pente S est la somme de deux composantes, à savoir la pente Si du sol de roulage proprement dite et l'angle S2 entre l'axe de déplacement du véhicule XX et le sol en fonction des oscillations de tangage du véhicule autour d'un axe YY. En pratique, le calcul et les essais montrent que la variation de cet angle a une incidence faible sur la précision des corrections que l'on cherche à effectuer, sachant qu'en toute rigueur la correction pourrait être réalisée par le calcul selon les principes précédents si les circonstances l'exigent. [0067] Dans un exemple de réalisation basé sur les principes qui viennent d'être décrit de façon détaillée, avec un véhicule à quatre roues motrices contrôlées seulement par des machines électriques, c'est-à-dire en particulier sans freinage mécanique du mouvement, on a obtenu des décélérations moyennes en freinage de 80 km/h à zéro km/h de l'ordre de 1 à 1,05g sur sol sec. Dans cette forme de réalisation, on a adopté une valeur de consigne unique de glissement pour toutes les roues, fixée à 15 %. Cependant la mise en oeuvre de l'invention n'exclut pas l'adoption -21- de schéma de contrôle plus sophistiqués dans lesquels on fait varier la consigne de glissement de façon auto adaptative, par exemple en observant l'adhérence ou tout autre facteur pertinent ayant conduit à activer le régulateur de glissement à l'instant considéré, pour approcher au plus près de l'optimum de décélération de la roue qui permette de conserver l'adhérence et le bon comportement du véhicule dans les conditions particulières de roulage du moment.

100681 Bien entendu il existe dans la pratique d'autres méthodes pour accéder à certaines données nécessaires pour exploiter correctement les mesures réalisées. Ainsi par exemple l'utilisation d'un inclinomètre à bord du véhicule pourrait fournir des mesures supplémentaires pour fiabiliser la détermination instantanée de l'angle ô.

100691 C'est ainsi qu'on connaît également des techniques de détermination de la vitesse véhicule basées sur une interruption très brève du couple appliqué sur une ou plusieurs roues pour obtenir une valeur de la vitesse véhicule directement à partir du capteur de roue correspondant. On peut réduire périodiquement pendant quelques fractions de seconde le couple sur un train de roues (Av ou Ar par exemple ) pour rétablir brièvement l'adhérence d'une roue sur sol glissant et obtenir une ou plusieurs mesures de la vitesse Vr qui soient reconnues comme valides pour obtenir une estimation recalée de vitesse globale à partir de laquelle par exemple une intégration de l'accélération de mouvement peut être poursuivie en l'absence de signaux valides en provenance des capteurs de roues.

100701 On doit souligner à quel point l'application de l'invention est appropriée à un système tel que celui qui a été retenu ci-dessus à titre d'exemple. Un tel véhicule est équipé de quatre roues motrices qui sont chacune couplée à une machine électrique rotative respective conçue et agencée pour que la traction et le freinage soient entièrement assurés à partir des couples exercés par cette machine sur la roue correspondante, sans aucun freinage mécanique. Ce système permet en effet une connaissance précise à tout moment du sens et de l'intensité de ces couples et par conséquent leur pilotage précis en fonction des valeurs de glissement calculées pour optimiser l'adhérence de chaque roue de façon indépendante et en toute circonstance.

100711 L'invention peut également trouver des applications à des véhicules comportant seulement une ou deux roues (par exemple à l'avant) couplées à une machine électrique rotative et une ou deux roues non motrices. Dans ce cas les roues motrices peuvent bénéficier d'un freinage électrique pur ou en plus d'un freinage mécanique, la pédale de commande de freinage actionnant alors un capteur dans la première partie de sa course, via l'unité centrale, un freinage purement électrique sur les deux roues avant. Dans la suite de sa course la pédale de frein agit -22- sur un circuit hydraulique classique pour générer un freinage mécanique supplémentaire sur les quatre roues.

100721 Le principe de détermination de la vitesse véhicule peut être adapté à une mesure de vitesse seulement sur les deux roues équipées de moteurs (par exemple à l'avant). On peut également envisager dans ce cas, comme évoqué plus haut, d'équiper les roues arrière du véhicule avec seulement des capteurs de vitesse pour participer également à la génération de l'indication de vitesse véhicule par rapport au sol. Dès lors le régulateur de glissement peut tout à fait fonctionner sur les roues avant dans le sens moteur (prévention du patinage). Il peut aussi fonctionner dans le sens freinage pour éviter l'annulation et l'inversion de la rotation des roues dans la première partie de la course de la pédale de freinage où le freinage est purement électrique.

100731 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés et diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre tel que défini par les revendications annexées.15

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Système de contrôle de couple sur une roue motrice (1) d'un véhicule à traction électrique qui comporte au moins une machine électrique rotative (2) pour piloter cette roue en traction et en freinage et un capteur (Il) de rotation de ladite roue, caractérisé en ce qu'il comporte: un étage (23D) de calcul du glissement de ladite roue à un instant donné en réponse à une indication de vitesse Vr de cette roue à cet instant dérivée dudit capteur et une indication de vitesse Vä du véhicule par rapport au sol et une unité (23A) de pilotage du courant dans la machine électrique propre à ajuster le couple appliqué à la roue en fonction de la valeur du glissement de ladite roue calculé à cet instant pour que le glissement respecte une relation de consigne donnée.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite relation de consigne 15 correspond au maintien d'un niveau d'adhérence au sol minimum donné pour la dite roue dans la condition de roulage du moment.

3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite relation de consigne correspond au maintien du glissement calculé en dessous d'une valeur de consigne 20 programmée.

4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite valeur de consigne est identique pour chaque roue. 25

5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite valeur de consigne est au voisinage de 15%.

6. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite valeur de consigne est variable en fonction d'au moins un paramètre du mouvement de ladite roue. 30

7. Système selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'unité de pilotage comprend un régulateur (23A) du courant circulant dans les deux sens dans ladite machine électrique et un module de commande (23D) propre à comparer les valeurs de glissement instantané calculé avec la valeur consigne pour régler l'intensité et le sens du courant 35 contrôlé par le régulateur. 20 25- 24 -

8. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'indication de vitesse véhicule par rapport au sol est une indication de vitesse véhicule à l'endroit de la roue dont le glissement est calculé, cette indication étant dérivée d'une indication de vitesse véhicule globale corrigée par un coefficient qui tient compte du rayon de virage éventuel du véhicule à l'instant considéré et de la position de ladite roue par rapport au véhicule dans le virage.

9. Système selon la revendication 8 caractérisé en ce que ladite indication du rayon de virage 10 est dérivée d'un détecteur (35) du rayon de braquage instantané du véhicule.

10. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite indication de vitesse véhicule par rapport au sol est une indication globale véhicule dérivée d'au moins une indication de vitesse roue obtenue à partir d'un capteur (1 1) associé à une autre 15 roue du véhicule.

11. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'indication globale de la vitesse véhicule par rapport au sol est dérivée d'une combinaison d'indications de vitesse roue issues de plusieurs roues du véhicule.

12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un étage de validation (103, 105, 107, 109) pour tester la validité de chaque indication de vitesse roue dérivée d'un capteur de roue afin de retenir les seules indications valides pour élaborer ladite indication globale de vitesse au sol véhicule.

13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend un étage d'intégration (317) propre à fournir une information calculée de la vitesse véhicule à partir de l'indication de vitesse globale précédente dans le cas où aucune indication de vitesse roue ne peut être retenue comme valide pour déterminer la vitesse au sol véhicule. 30

14. Véhicule équipé de plusieurs roues couplées chacune à une machine électrique rotative propre dont le couple sur cette roue est commandé à partir d'une indication de glissement calculé à l'aide d'un système conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le freinage de chacune desdites roues est obtenu seulement à partir du couple de 35 freinage exercé par cette machine électrique.