FR2960503A1 - Procede de reglage du couple de roue d'un vehicule - Google Patents

Abstract

Procédé pour régler un couple de roue d'un véhicule selon lequel pour au moins une roue d'un essieu du véhicule, on détermine une valeur de consigne (G ) du gradient patinage/ coefficient d'adhérence ( ds/dλ ), ou une grandeur en corrélation avec ce gradient. On règle le couple de roue de façon que la valeur réelle (G ) du gradient patinage/coefficient d'adhérence se rapproche de la valeur de consigne (G ). Le gradient patinage/coefficient d'adhérence se détermine à partir du patinage de roue (s) et du coefficient d'adhérence (À) comme quotient entre la force longitudinale et la force d'appui de la roue.

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de réglage du couple de roue d'un véhicule. Etat de la technique On connaît des systèmes d'assistance de conduite, tels que des systèmes antiblocage (ABS) ou des systèmes de régulation antipatinage (ASR) qui interviennent indépendamment du conducteur sur le véhicule pour influencer la dynamique de roulage. Le couple de freinage ou le couple d'entraînement d'une ou plusieurs des roues du véhicule, sont alors réglées sur une valeur de consigne. Pour une régulation précise, il faut habituellement une connaissance précise d'une vitesse de référence du véhicule pour déterminer le patinage réel actuel des roues du véhicule. Toutefois, déterminer avec une très grande précision la vitesse de référence, est une opération relativement compliquée d'autant plus que la détermination de la vitesse de référence pendant une phase de freinage au cours de laquelle le système antiblocage est activé ou dans le cas d'une régulation de patinage à l'entraînement, notamment dans le cas de véhicules dont toutes les roues sont motrices, est relativement entachée d'erreurs. De plus, la déterminer le patinage de consigne souhaité sur différentes surfaces ou infrastructures est une opération relativement compliquée. But de l'invention La présente invention a pour but de permettre de régler avec une grande précision le couple de roue d'un véhicule avec un patinage adapté à la surface sur laquelle s'appuie la roue. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet, un procédé pour régler un couple de roue d'un véhicule selon lequel : pour au moins une roue d'un essieu du véhicule, on détermine une valeur de consigne du gradient patinage/coefficient d'adhérence, ou une grandeur en corrélation de ce gradient et on règle le couple de roue de façon que la valeur réelle du gradient patinage/coefficient d'adhérence se rapproche de la valeur de consigne, le gradient patinage/coefficient d'adhérence se déterminant à partir du patinage de roue d'une roue et du coefficient

2 d'adhérence comme quotient entre la force longitudinale et la force d'appui de la roue. Le procédé selon l'invention, s'applique au réglage d'un couple de roue pour une ou plusieurs des roues du véhicule automobile. Le couple de roue est à la fois le couple d'entraînement et le couple de freinage appliqués à une ou plusieurs roues et en principe, il ne s'agit que de régler les couples d'entraînement ou seulement les couples de freinage ou une combinaison des deux. Dans le cas d'une régulation des couples d'entraînement, la condition est qu'il s'agit d'un véhicule dont toutes les roues sont motrices, car il faut régler le couple d'entraînement de chaque essieu du véhicule. Dans la mesure où on ne régule que les couples de freinage, le procédé n'est pas limité à des véhicules dont toutes les roues sont motrices, car le couple de freinage peut être réglé individuellement pour chaque essieu ou chaque roue du véhicule, indépendamment de l'entraînement. Selon le procédé de l'invention, on prédéfinit une valeur de consigne du gradient patinage/coefficient d'adhérence et on règle les couples de roue du véhicule pour rapprocher la valeur réelle du gradient patinage/coefficient d'adhérence à la valeur de consigne ou pour atteindre cette valeur de consigne. Le gradient patinage/coefficient d'adhérence, est le gradient de la courbe patinage/coefficient d'adhérence pour lequel le coefficient d'adhérence qui est le quotient entre la force longitudinale et la force d'appui d'une roue du véhicule, est tracé en fonction du patinage de roue correspondant. On détermine à cet effet un point de la courbe patinage/coefficient d'adhérence pour une roue du véhicule et on prédéfinit un gradient de consigne sur lequel on assure la régulation en prédéfinissant le couple de roue. A la différence des réalisations selon l'état de la technique, on ne prédéfinit pas de patinage de consigne qui serait à régler, mais un gradient local dont la relation patinage/coefficient d'adhérence donnant automatiquement un patinage adapté à la surface d'appui. En prédéfinissant un gradient de consigne pour la relation patinage/coefficient d'adhérence, il suffit de connaître une vitesse de référence calculée avec une précision relativement réduite du véhicule, car par un algorithme récurrent, on peut se rapprocher du

3 gradient patinage/coefficient d'adhérence. A la différence de cela, dans le cas d'une prédéfinition directe d'un patinage de consigne, il faut connaître la vitesse de référence du véhicule avec une grande précision. Or, il est toutefois relativement compliqué de déterminer exactement cette vitesse. Selon un développement avantageux, le gradient de consigne est prédéfini pour un point d'une roue d'un premier essieu du véhicule et ensuite, on régule le gradient réel sur le gradient de consigne. Par le point de départ, on fixe le gradient de consigne et le point d'arrivée avec le patinage de roue, et le coefficient d'adhérence comme décrit ci-dessus se détermine par exemple à partir d'une vitesse de référence du véhicule, calculée de manière grossière. Pour déterminer le gradient réel, il faut chaque fois un point de la courbe patinage/coefficient d'adhérence de la roue avant et la courbe de la roue arrière, les valeurs pour une roue existant déjà comme valeurs initiales de l'algorithme récurrent. Pour la seconde roue, on détermine le patinage et le coefficient d'adhérence à partir des données fournies par les capteurs du véhicule, par exemple à partir de valeurs de mesure fournies par les capteurs d'un programme de stabilisation électronique (système ESP). Pour cela, il faut les vitesses de rotation de roues pour déterminer le patinage ainsi qu'au moins une accélération longitudinale servant à calculer la force d'appui, nécessaire à l'obtention du coefficient d'adhérence. Le cas échéant, on tient également compte de l'accélération transversale, notamment dans les passages en courbe, pour améliorer la qualité de la force d'appui ainsi calculée. En principe, il est certes également possible de déterminer la force d'appui sans accélération transversale, notamment dans le cas d'un mouvement en ligne droite. Dans le cas d'un parcours en courbe, on peut le cas échéant renoncer à tenir compte de l'accélération transversale, même si la précision de la détermination de la force d'appui, en souffre. En outre, pour exécuter le procédé, il faut une connaissance suffisamment précise des couples de roue appliqués réellement, c'est-à-dire des couples d'entraînement appliqués aux roues du véhicule ainsi que des couples de freinage.

4 Pour réguler la valeur réelle du gradient patinage/coefficient d'adhérence sur la valeur de consigne associée, dans le cas d'un écart, on déplace avantageusement les droites des gradients de manière parallèle. Le gradient de consigne reste ainsi constant et on prédéfinit uniquement un nouveau point de la courbe patinage/coefficient d'adhérence pour une roue du véhicule. Suivant l'écart entre le gradient de consigne et le gradient réel, on réajuste le point sur la courbe de la roue concernée du véhicule. Le décalage de la droite du gradient dont le sens positif ou négatif, dépend du signe algébrique de l'écart entre la valeur de consigne et la valeur réelle du gradient. On maintient la valeur de consigne du gradient constant pendant tout le procédé et on le prédéfinit par exemple comme constante ou encore au début du procédé, on le détermine à partir d'une grandeur d'état. Il est également possible de déterminer et d'actualiser en permanence le gradient patinage/coefficient d'adhérence en fonction d'au moins une grandeur d'état actuelle du véhicule ou du déplacement, notamment en fonction de la vitesse du véhicule. Pour calculer le gradient réel sur lequel est fondée la comparaison avec le gradient de consigne, il faut calculer un second point de la courbe patinage/coefficient d'adhérence pour la seconde roue en s'appuyant sur des données fournies par les capteurs. Il faut connaître la valeur du patinage et le coefficient d'adhérence ; la valeur du patinage se détermine à partir de la vitesse de rotation de la roue concernée, et le coefficient d'adhérence se détermine comme décrit ci-dessus à partir du quotient entre la force longitudinale et de la force d'appui de cette roue. La force longitudinale s'obtient à partir des couples appliqués à cette roue, c'est-à-dire du couple de freinage et/ou du couple d'entraînement. La force d'appui se calcule à partir d'un modèle de véhicule en fonction de l'accélération longitudinale et le cas échéant de l'accélération transversale. Le cas échéant, on peut également ne pas utiliser l'accélération longitudinale mesurée. Dans ce cas, à la place de l'accélération longitudinale mesurée, on utilise la vitesse de référence différentielle. Il est également possible d'utiliser l'accélération longitudinale mesurée pour évaluer la qualité de la force d'appui de roue. Selon un mode de réalisation préférentiel, on maintient stable la roue arrière et on autorise un patinage défini pour la roue 5 avant. En principe, il est également possible d'appliquer le procédé de manière inverse consistant à prédéfinir un point de l'essieu avant sur la courbe patinage/coefficient d'adhérence, et de déterminer à partir du gradient et d'un patinage différentiel, un point correspondant de l'essieu arrière pour lequel on autorise un patinage défini.

Selon un autre développement, on répartit les couples entre l'essieu avant et l'essieu arrière. Pour cela, le point de départ est le rapport de base de la répartition des couples, par exemple une répartition par moitié des couples entre l'essieu avant et l'essieu arrière et partant de cela, on effectue une transformation de la répartition. La répartition des couples se traduit par un décalage du couple d'entraînement entre les roues de l'essieu avant et celles de l'essieu arrière, pour que dans les phases de l'établissement du couple, on diminue le risque d'instabilité d'une roue. On décale notamment le couple moteur de la roue arrière vers la roue avant pour éviter l'instabilité de la roue arrière et le risque inhérent de décrochage de l'arrière du véhicule. Cette procédure améliore la qualité de la régulation, car dès le début de la régulation, on aura une roue arrière stable et ainsi nécessairement une bonne valeur de référence. Une telle nouvelle répartition peut également s'appliquer à des véhicules électriques dont chaque roue et équipée individuellement d'un moteur et qui se commande individuellement avec des moyens relativement réduits. Pour la répartition du couple sur un essieu du véhicule, il suffit juste du couple que l'on peut obtenir avec une sécurité relativement élevée. Pendant la phase d'établissement du couple, on applique d'abord une fraction plus importante du couple aux roues de l'autre essieu, en général l'essieu avant. Après avoir effectué une analyse de la dynamique de rotation, on détermine le couple que l'on peut transmettre en sécurité pour l'appliquer à la roue du véhicule qui doit rouler de manière stable.

6 Selon une réalisation préférentielle, on applique un couple aux roues de l'essieu arrière assurant la stabilité des roues arrière. On aura une répartition appropriée du couple entre l'essieu avant et l'essieu arrière et cette intervention ne sera pas en général perceptible pour le conducteur. Par exemple, du fait de la nouvelle répartition, lorsque la pédale d'accélérateur est enfoncée, on aura sur une surface de roulage à faible coefficient d'adhérence, tout d'abord une roue avant instable puis, au niveau de la roue arrière, on règlera un coefficient d'adhérence faible pour éviter le patinage.

Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation du procédé selon l'invention représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un diagramme montrant plusieurs courbes patinage/coefficient d'adhérence pour une roue de véhicule, ces courbes représentant différents états de la voie de circulation, - la figure 2 est un schéma par blocs montrant l'exécution du procédé de réglage d'un couple de roue d'un véhicule fondé sur la régulation d'un gradient appliqué à la courbe patinage/coefficient d'adhérence, - la figure 3 est un schéma par blocs de la répartition du couple entre l'essieu avant et l'essieu arrière d'un véhicule. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre un diagramme de patinage/coefficient d'adhérence pour plusieurs courbes 1 traduisant la relation entre le coefficient d'adhérence À et le patinage (s) d'une roue de véhicule pour différentes surfaces d'appui ou caractéristiques de chaussées ou de voies de circulation. Le coefficient d'adhérence À correspond au quotient de la force longitudinale à la force d'appui de la roue de véhicule concernée. Les courbes du bas de la figure 1, s'appliquent à de faibles coefficients d'adhérence comme par exemple en cas de neige ou de verglas ; les courbes du haut du diagramme, correspondent à des coefficients d'adhérence plus importants. La courbe 1 du haut s'applique à une surface de chaussée sèche. A titre d'exemple, la courbe 1 la plus haute, présente au niveau de son maximum, un gradient G figuré comme droite passant 10 par les points 2 et 3 ; le point 2 correspond à la roue arrière et le point 3 à la roue avant, avec les valeurs appropriées du patinage (s) et du coefficient d'adhérence À. Le point 2 de la roue arrière, est en amont du maximum de la courbe 1. Le point 3 de la roue avant, correspond en revanche à un patinage (s) plus important et à un coefficient d'adhérence À plus élevé au niveau du maximum et juste avant le maximum de la courbe 1. Le gradient G est défini par la relation suivante : ds G= d), Ce gradient représente la relation entre le patinage différentiel ds et le coefficient différentiel d'adhérence dÀ entre les points 2 et 3. 15 Selon le procédé de l'invention, pour régler un couple de roue du véhicule, on prédéfinit une valeur de consigne Gons du gradient ; on règle les couples de roue de façon que le gradient réel Grée' se rapproche de la valeur de consigne Gcons ou atteigne cette valeur. La figure 2 explicite ce procédé. 20 Tout d'abord, comme cela apparaît à la figure 2, dans un bloc 10, on prédéfinit le gradient de consigne Goons ; la différence dÀ représente la différence entre le coefficient d'adhérence À entre la roue arrière et la roue avant ; la différence As représente de façon analogue la différence entre le coefficient de patinage de la roue avant et de la roue 25 arrière. A partir des trois valeurs Goons, dÀ, ds, on prédéfinit au moins deux valeurs à partir desquelles, on calcule la troisième valeur. Le patinage différentiel ds est additionné au point 11 à un patinage réel sn,rée' de la roue arrière, ce qui donne le patinage de consigne sv,cons de la roue avant. Le patinage de consigne sv,cons de la 30 roue avant, est appliqué comme grandeur d'entrée à un bloc 12 ; celui- ci représente une prescription de calcul servant à déterminer la vitesse de rotation de consigne nv,00ns de la roue avant. A partir de cette grandeur, au point 13, on soustrait la vitesse de rotation réelle nv,réel de la roue avant et la différence est appliquée comme écart de régulation à 35 un régulateur du bloc 14. Le régulateur 14 génère comme grandeur de

8 régulation, un couple différentiel AM auquel en 15, on additionne le couple réel effectif ou dynamisé MEff,v,réel de la roue avant. Il en résulte le couple de réglage Mv de la roue avant appliqué comme grandeur d'entrée au bloc 16 qui représente l'installation de réglage ou de régulation prédéfinissant un couple de roue. Il s'agit d'une part du couple d'entraînement par le moteur et d'autre part du couple de freinage ; le couple de freinage et le couple d'entraînement peuvent être générés à la fois séparément et aussi de manière cumulée. Côté sortie, le bloc 16 fournit le couple réel Mv,réel à la roue avant et la vitesse de rotation réelle nv,réel de la roue avant. Ces valeurs peuvent se déterminer à l'aide de capteurs appropriés. Les deux valeurs arrivent comme grandeurs d'entrée dans un modèle de dynamique de roue du bloc 17 pour déterminer d'une part le couple réel effectif MEff,v,réel de la roue avant et d'autre part, le coefficient d'adhérence réelle Àv,réel de la roue avant. A partir du coefficient d'adhérence réelle Àv,réel de la roue avant, le bloc 18 qui représente la décélération entre la roue avant et la roue arrière, détermine un coefficient d'adhérence maximum Àh,max de la roue arrière dont on retranche dans le bloc 19, le coefficient différentiel d'adhérence dÀ. On obtient ainsi le coefficient d'adhérence Àh de la roue arrière à partir duquel, dans le bloc de calcul 20, on calcule le couple de réglage Mn de la roue arrière. Ce couple est appliqué comme grandeur d'entrée au bloc 21 dans lequel, de façon analogue au bloc 16, on règle les couples de la roue arrière en sollicitant de manière appropriée l'unité d'entraînement ou le frein de roue. Il en résulte une vitesse de rotation réelle nh,réel de la roue arrière qui est appliquée à un autre bloc 22 pour calculer le patinage réel sh,réel de la roue arrière. Cette grandeur est ajoutée comme déjà décrit au patinage différentiel As. La figure 3 montre un schéma de structure pour la répartition ou distribution des couples de roue entre l'essieu avant et l'essieu arrière. Le conducteur donne le couple souhaité Mdes, en actionnant la pédale d'accélérateur ou la pédale de frein ; ce couple est appliqué comme grandeur d'entrée à un premier bloc 30 ; ce bloc fait la répartition de base entre un couple souhaité par le conducteur Mdes,v pour les roues de l'essieu avant et un couple souhaité Mdes,a pour les

9 roues de l'essieu arrière. La répartition de base du couple qui est faite dans le bloc 30, correspond à une répartition fixe de par exemple 50 : 50 entre l'essieu avant et l'essieu arrière. Le couple souhaité par le conducteur Mdes,v de l'essieu avant, est additionné au point 31 à la différence entre le couple souhaité par le conducteur Mdes,h de la roue arrière et le couple de réglage Mh de la roue arrière, ce qui donne le couple de réglage Mv de la roue avant. Le couple de la roue avant, souhaité par le conducteur Mdes,v est appliqué après un filtrage dans le bloc 33 de même que le couple de la roue arrière souhaité par le conducteur Mdes,h, comme grandeur d'entrée dans un bloc 34 qui reçoit comme autre grandeur d'entrée un couple maximum Mmax,h de la roue arrière. A partir de ces grandeurs d'entrée, le bloc 34 détermine la plus petite valeur qui représente le couple de réglage Mh de la roue arrière. Cette valeur est d'une part soustraite en 32 du couple de la roue arrière souhaité par le conducteur Mdes,h et d'autre part, le couple de réglage Mh de la roue arrière de même que le couple de réglage Mv de la roue avant sont appliqués aux installations d'actionnement ou de réglage respectives pour être convertis en un couple de roue. Le couple maximum Mmax,h de la roue arrière est déterminé dans deux blocs 35 et 36 ; le bloc 35 applique un modèle de dynamique de roue qui reçoit comme grandeurs d'entrée, la vitesse de rotation réelle n v,réel de la roue avant et le couple réel Mv,réel de la roue avant. De façon analogue, au bloc 17 selon la figure 2, on détermine le coefficient d'adhérence réelle Àv,réei de la roue avant qui est appliqué comme grandeur d'entrée au bloc 36 ; celui-ci applique une règle de calcul pour calculer le couple maximum Mmax,h de la roue arrière.30

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1 °) Procédé pour régler un couple de roue d'un véhicule selon lequel : pour au moins une roue d'un essieu du véhicule, on détermine une valeur de consigne (Gc0 ) du gradient patinage/coefficient d'adhérence d ou une grandeur en corrélation de ce gradient et on règle le couple de roue de façon que la valeur réelle (Grée') du gradient patinage/coefficient d'adhérence d se rapproche de la valeur de consigne (G.), le gradient patinage/coefficient d'adhérence d se déterminant à partir du patinage de roue (s) d'une roue et du coefficient d'adhérence (À) comme quotient entre la force longitudinale et la force d'appui de la roue. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' au cas où la valeur réelle (Grée') du gradient patinage/coefficient d'adhérence s d n'atteint pas la valeur de consigne (Geons), les droites des gradients seront déplacées parallèlement. 3°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de consigne (Gc0 ) du gradient patinage/coefficient d'adhérence s d ~, est maintenue constante. 4°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' 11 on détermine la valeur de consigne (Gcons) du gradient patinage/coefficient d'adhérence ds , en fonction d'au moins une grandeur d'état actuelle, notamment la vitesse du véhicule. 5°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on calcule la valeur réelle (Grée') du gradient patinage/coefficient d'adhérence ds ' à partir du patinage de roue (s) et du coefficient d'adhérence (À) d'une roue avant et d'une roue arrière. 6°) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' on reprend le coefficient d'adhérence (À) d'une roue d'un essieu du véhicule, notamment de la roue arrière à partir d'une étape de procédé précédente. 7°) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' on détermine le patinage de roue (s) et le coefficient d'adhérence (À) d'une roue de l'autre essieu, notamment de la roue avant à partir de valeurs de mesure. 8°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on calcule le patinage de roue (s) à partir des vitesses de rotation de roue mesurées (w) et d'une vitesse de référence (vref). 9°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on règle les couples de freinage et/ou les couples d'entraînement pour ds dÂ, 10°) Appareil de régulation de commande pour la mise en oeuvre du 5 procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que pour au moins une roue d'un essieu du véhicule, on détermine une valeur de consigne (Gcons) du gradient patinage/coefficient d'adhérence ds ou une grandeur en corrélation de ce gradient et on règle le couple d), 10 de roue de façon que la valeur réelle (Grée') du gradient patinage/coefficient d'adhérence d se rapproche de la valeur de consigne (Gcons), le gradient patinage/coefficient d'adhérence se ~ déterminant à partir du patinage de roue (s) d'une roue et du coefficient d'adhérence (À) comme quotient entre la force longitudinale et la force 15 d'appui de la roue. atteindre la valeur de consigne (Gcons) du gradient 20