FR3001430A1 - "procede de commande d'un actionneur de direction comportant une etape de debraquage avant une etape de desactivation" - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de commande d'un actionneur de direction d'une roue (14) de véhicule (10) automobile comportant : - un actionneur (18) électrique qui commande l'angle (α) de braquage de la roue (14) directrice ; - des moyens (28) pour déterminer la température de l'actionneur (18) ; le procédé comportant une étape (E2) de désactivation totale de l'actionneur (18); caractérisé en ce que le procédé comporte une étape (E1) de débraquage qui est enclenchée lorsque la température (T) de l'actionneur (18) est supérieure ou égale à un seuil (T3) de prévention déterminé.

Description

"Procédé de commande d'un actionneur de direction comportant une étape de débraquage avant une étape de désactivation" L'invention concerne un procédé de commande d'un 5 actionneur de direction d'au moins une roue d'un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de commande d'un actionneur de direction d'au moins une roue d'un véhicule automobile, le véhicule comportant : 10 - au moins une roue directrice montée pivotante entre deux positions angulaires extrêmes de braquage de part et d'autre d'une position neutre de référence ; - un actionneur électrique qui commande l'angle de braquage de la roue directrice par rapport à la position neutre de 15 référence en fonction de paramètres de fonctionnement du véhicule ; - des moyens pour déterminer la température de l'actionneur ; le procédé comportant une étape de désactivation totale de 20 l'actionneur. Les véhicules automobiles comportent classiquement deux roues avant et deux roues arrière. Les roues avant sont des roues directrices dont l'angle de braquage est piloté directement par le conducteur au moyen du volant. Habituellement, les deux roues 25 arrière ne sont pas pivotantes. Pour améliorer la tenue de route et la manoeuvre des véhicules automobiles, il est connu de réaliser des véhicules automobiles dans lesquels les quatre roues sont directrices. Ainsi, en plus des deux roues directrices avant, les roues arrière 30 sont aussi montées pivotantes de manière à accompagner la giration du véhicule. Néanmoins, les roues directrices arrière présentent généralement un angle de braquage beaucoup plus faible que les roues directrices avant, par exemple les roues arrière présentent un débattement maximal de 3,5° de part et d'autre de leur position neutre de référence. La position angulaire des roues arrière est pilotée uniquement par un actionneur électrique qui est commandé par une unité électronique de commande en fonction de paramètres de roulement tels que la vitesse du véhicule et l'angle de rotation du volant. La position angulaire des roues avant peut aussi être pilotée par un tel actionneur. Par exemple lorsque le véhicule roule en deçà d'une première vitesse déterminée, les roues arrière sont braquées en sens inverse des roues avant afin de diminuer le rayon de giration du véhicule. Ceci permet d'améliorer la capacité de manoeuvre du véhicule. Au contraire, lorsque le véhicule roule au-delà d'une deuxième vitesse déterminée, les roues arrière sont braquées dans le même sens que les roues avant, mais avec un angle différent, afin d'améliorer la tenue de route du véhicule dans les virages.

L'actionneur utilisé pour commander l'angle de braquage des roues arrière comporte un moteur électrique, par exemple un moteur sans balais triphasé. Un tel actionneur est par exemple formé par un vérin électrique. A l'usage, notamment lorsque le couple nécessaire pour tourner les roues arrière est élevé, la température de l'actionneur augmente. Lorsque l'actionneur est utilisé intensivement, sa température n'a pas le temps de baisser entre deux utilisations successives. La température de l'actionneur atteint alors des valeurs susceptibles d'endommager certains éléments de l'actionneur, notamment des éléments électroniques. Cette montée en température est susceptible d'être favorisée par une température ambiante élevée.

Pour empêcher une dégradation irréversible de l'actionneur électrique, il est connu d'équiper l'actionneur de moyens pour déterminer sa température. Il s'agit par exemple d'un capteur qui mesure la température ou d'un estimateur de température.

Lorsque la température déterminée par les moyens dépasse un seuil d'alerte, un procédé de fonctionnement dégradé, appelé procédé de "derating" en langage du métier, est mis en oeuvre. Ce procédé interrompt totalement et temporairement le pilotage de l'actionneur électrique. Les roues demeurent alors bloquées dans leur dernière position qui peut notamment être différente de la position neutre. Ce procédé permet ainsi à la température de l'actionneur de baisser jusqu'à une température de fonctionnement acceptable.

Néanmoins, lorsque les roues sont bloquées dans une position angulaire différente de la position neutre, le véhicule peut continuer à rouler avec des roues bloquées dans une position angulaire de braquage différente de la position neutre, le véhicule avance alors "en crabe". l'angle de braquage des roues arrière avec l'axe longitudinal du véhicule restant toutefois faible inférieur à 3,5°. Cette façon de rouler n'est pas optimale pour la sécurité et cela risque de donner une mauvaise image des véhicules de cette marque. Pour résoudre ces problèmes, l'invention propose un procédé du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le procédé comporte une étape de débraquage qui est enclenchée lorsque la température de l'actionneur est supérieure ou égale à un seuil de prévention déterminé, le seuil de prévention étant inférieur au seuil d'alerte, et au cours de laquelle la roue arrière est ramenée vers sa position neutre par l'actionneur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - lors de l'étape (El) de débraquage, la roue arrière (14) est ramenée à une position neutre à une vitesse de pivotement inférieure à la vitesse de pivotement en fonctionnement normal ; - lors de l'étape (El) de débraquage, l'ordre de débraquage de la roue (14) directrice est prioritaire sur toute autre consigne de braquage ; - l'étape (E2) de désactivation de l'actionneur est déclenchée à l'issue de la première étape (El) de débraquage dés que la roue (14) directrice est revenue dans sa position neutre ; - l'étape (El) de débraquage est interrompue et l'étape (E2) de désactivation est déclenchée lorsque la température (T) de l'actionneur (18) atteint un seuil d'alerte (Ti) ; - le seuil (T3) de prévention est inférieur au seuil (Ti) d'alerte ; - le procédé comporte une étape de réactivation de l'actionneur qui est déclenchée directement après l'étape de désactivation lorsque la température de l'actionneur est redescendue au-dessous d'un seuil de fonctionnement ; - le seuil de fonctionnement est inférieur au seuil de prévention ; - lorsque l'étape de désactivation est enclenchée alors que la roue n'est pas revenue dans sa position neutre, des moyens d'alerte et d'information du conducteur sont mis en oeuvre ; - le pivotement de la roue directrice est commandé uniquement par l'actionneur ; - le véhicule comporte quatre roues dont deux roues directrices commandées par l'actionneur sont agencées à l'arrière du véhicule.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique qui représente un véhicule automobile dont les roues arrière sont commandées en pivotement par un actionneur ; - la figure 2A est un diagramme qui représente la 5 température de l'actionneur en fonction du temps lorsque les roues sont commandées par un procédé réalisé selon l'état de la technique ; - la figure 2B est un diagramme qui représente l'angle de braquage des roues en fonction du temps lorsqu'elles sont 10 commandées par le procédé réalisé selon l'état de la technique ; - la figure 3A est un diagramme similaire à celui de la figure 2A qui représente la température de l'actionneur en fonction du temps lorsque les roues sont commandées par un procédé réalisé selon les enseignements de l'invention ; 15 - la figure 3B est un diagramme similaire à celui de la figure 2B qui représente l'angle de braquage des roues en fonction du temps lorsqu'elles sont commandées par le procédé réalisé selon les enseignements de l'invention ; - la figure 4 est un schéma-bloc qui représente les 20 différentes étapes du procédé réalisé selon les enseignements de l'invention. Par la suite, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par des mêmes numéros de référence. 25 Par la suite, on adoptera une orientation longitudinale dirigée d'arrière en avant, indiquée par la flèche "L" de la figure 1, et une orientation transversale indiquée par la flèche "T" de la figure 1. On a représenté à la figure 1 un véhicule 10 automobile 30 d'axe "A" longitudinal qui comporte deux roues 12 avant et deux roues 14 arrière. Les deux roues 12 avant sont montées tournante autour d'un essieu commun.

Les deux roues 12 avant sont des roues directrices qui sont montées entre deux positions angulaire extrême de braquage de part et d'autre d'une position neutre. Les roues 12 avant sont représentées en position neutre à la figure 1. De manière connue, la position angulaire de braquage des roues 12 avant est commandée par un volant 16 via une colonne de direction. Les deux roues 14 arrière sont aussi des roues directrices qui sont montées pivotantes entre deux positions angulaires extrêmes de braquage de part et d'autre d'une position neutre de 10 référence. La position angulaire de braquage est déterminée par l'angle "u" de braquage formé entre le plan "B" de la roue 14 et l'axe "A" longitudinal du véhicule. En position neutre de référence, l'angle "u" de braquage de la roue 14 arrière est égal à zéro. La 15 position extrême de braquage de la roue 14 arrière correspond par exemple à un angle "u" de braquage de 3,5°. Le véhicule 10 comporte aussi un actionneur 18 électrique de direction qui commande l'angle "u" de braquage de chaque roue 14 arrière. L'actionneur 18 commande simultanément le 20 pivotement des deux roues 14 arrière. Le pivotement des roues 14 arrière est commandé uniquement par l'actionneur 18. L'actionneur 18 est ici formé par un vérin électrique. L'actionneur 18 est piloté par une unité 20 électronique de commande en fonction de paramètres de fonctionnement du 25 véhicule. Le véhicule comporte notamment un capteur 22 de vitesse d'avancement du véhicule et un capteur 24 qui mesure l'angle de rotation du volant 16. Ces deux capteurs 22, 24 envoient à l'unité 20 électronique de commande un signal représentatif de leurs mesures respectives. Ainsi, l'unité 20 30 électronique de commande établit une consigne de braquage pour les roues 14 arrière en fonction notamment de la vitesse mesurée du véhicule et de l'angle de rotation mesuré du volant 16.

Le véhicule 10 comporte aussi un capteur 26 de position de l'actionneur 18 qui permet à l'unité 20 électronique de commande de connaître la position angulaire de braquage des roues 14 arrière à tout moment.

Le véhicule 10 comporte aussi des moyens pour déterminer la température de l'actionneur 18. Il s'agit ici d'un capteur 28 de température qui mesure directement la température "T" de l'actionneur 18, ou tout au moins une température représentative de la température de certains éléments thermiquement vulnérables. Cette température "T" est communiquée à l'unité 20 électronique de commande afin de mettre en oeuvre un procédé de préservation de l'actionneur 18 en cas de température "T" trop élevée. Un tel procédé est aussi connu sous le nom anglosaxon de "procédé de derating". On a représenté aux figures 2A et 2B un tel procédé réalisé selon l'état de la technique. Le procédé comporte une étape de désactivation totale de l'actionneur 18 lorsque la température "T" de l'actionneur est supérieure ou égale à un seuil "Ti" d'alerte prédéterminé. Comme représenté à la figure 2A, entre les instants "t1" et "t2", la température de l'actionneur 18 est inférieure au seuil "Ti" d'alerte. L'actionneur 18 est donc libre de faire varier l'angle "u" de braquage des roues 14 arrière pour être conforme à la consigne de braquage. Lorsque la température excède le seuil "Ti" d'alerte, comme représenté après l'instant "t1", l'actionneur 18 est désactivé quelle que soit la position angulaire de braquage des roues 14 arrière. Dans l'exemple représenté à la figure 2B, les roues 14 arrière sont bloquées dans une position angulaire de braquage qui est différente de la position neutre. Cette situation perdure jusqu'à ce que la température "T" de l'actionneur soit redescendue au-dessous d'un seuil "T2" de fonctionnement. Le seuil "T2" de fonctionnement est inférieur au seuil "Ti" d'alerte. L'actionneur 18 est alors réactivé pour commander le pivotement des roues 14 arrière vers leur position neutre, comme représenté après l'instant "t2" à la figure 2B.

Un tel procédé selon l'état de la technique permet de protéger efficacement l'actionneur 18. Néanmoins lorsque l'actionneur 18 est désactivé alors que les roues 14 arrière n'occupent pas leur position neutre, le véhicule peut toutefois avancer en « crabe » avec ses roues arrière restant braquées dans une position non optimale pour la sécurité de conduite. Pour résoudre ce problème, l'invention propose un procédé de commande de l'actionneur 18 qui est simple à mettre en oeuvre et qui ne nécessite pas de modification du véhicule par rapport au procédé de l'état de la technique. Le procédé selon l'invention permet de diminuer la fréquence des cas dans lesquels les roues arrière sont bloquées dans une position différente de la position neutre. Le procédé selon l'invention est à présent décrit en référence aux figures 3A, 3B et 4.

Le procédé comporte une première étape "El" de débraquage qui est enclenchée lorsque la température "T" de l'actionneur 18 est supérieure ou égale à un seuil "T3" de prévention déterminé. Le seuil "T3" de prévention est inférieur au seuil "Ti" d'alerte défini dans le procédé décrit précédemment. Au cours de cette première étape "El", les roues 14 arrière sont commandées vers leur position neutre ou débraquage par l'actionneur. Lors de cette première étape "El", le débraquage des roues arrière 14 est effectué à une vitesse de pivotement sensiblement inférieure à la vitesse de pivotement en fonctionnement normal. C'est ainsi que le débraquage des roues arrière est fait préférentiellement à une vitesse de l'ordre de 1°/s au lieu de 100/s en fonctionnement normal pour d'une part retourner en position neutre les roues arrière de façon sécuritaire et d'autre part éviter d'augmenter la température de l'actionneur. Le procédé comprend une étape "E2" de désactivation temporaire de l'actionneur jusqu'à ce que la température "T" redescende à un niveau inférieur à un seuil de fontionnement "T2". Le seuil "T2" de fonctionnement est bien entendu inférieur au seuil "T3" de prévention. L'étape "E2" est nécessairement déclenchée lorsque la température dépasse le seuil "Ti" d'alerte. Le procédé comprend une étape E4 de réactivation de 10 l'actionneur quand la température "T" est redescendue à un niveau inférieur au seuil de fonctionnement suite à l'étape "E2" de désactivation. La première étape "El" est illustrée aux figures 3A et 3B entre les instants "tl" et "t2". On remarque notamment à la figure 15 3B que l'angle "u" de braquage des roues 14 arrière diminue. En conduite, la température de l'actionneur 18 est communiquée à l'unité électronique de commande par le capteur 18 de température. Si celle-ci dépasse le seuil "T3" de prévention, l'unité électronique démarre l'étape "El" et ne prend plus en 20 compte des sollicitations de braquage des roues arrière. En d'autres termes, lors de l'étape "El", l'ordre de débraquage envoyé par l'unité électronique de commande est prioritaire sur toute autre consigne de braquage, quelles que soit les conditions de roulage. 25 Avantageusement, l'étape "E2" est déclenchée, dés que les roues (14) arrière atteignent leur position neutre, même si la température "T" de l'actionneur 18 n'atteint pas le seuil "Ti" d'alerte. Ainsi, la température de l'actionneur 18 peut redescendre en dessous du seuil "T2" de fonctionnement. La gêne pour le 30 conducteur est moins ressentie du fait du débraquage à moindre vitesse et les roues arrière restant à leur position neutre, la conduite du véhicule est peu altérée.

Lorsque la température "T" est effectivement redescendue en deçà du seuil de fonctionnement "T2", l'actionneur 18 est réactivé lors d'une dernière étape "E4" de réactivation, puis le procédé est réitéré.

Toutefois, si la roue 14 arrière n'est pas revenue dans sa position neutre lorsque la température "T" atteint ou dépasse le seuil "Ti" d'alerte, l'étape "El" de débraquage est interrompue et l'étape "E2" de désactivation de l'actionneur est déclenchée, les roues 14 arrière étant alors bloquées dans leur dernière position angulaire de braquage. Une telle situation est illustrée à la figure 3B, entre les instants "t2" et "t3". Des moyens d'alerte et d'information du conducteur sont alors mis en oeuvre. Il s'agit par exemple de moyens de signalisation pour prévenir le conducteur que les roues 14 arrière sont bloquées dans leur position de braquage,et que la conduite peut être temporairement dégradée. Le conducteur peut éventuellement décider de diminuer sa vitesse ou d'arrêter le véhicule. L'étape "E4" de réactivation de l'actionneur 18 est déclenchée directement après l'étape "E2" de désactivation lorsque la température "T" de l'actionneur est redescendue au-dessous du seuil "T2" de fonctionnement. Les roues 14 arrière sont alors toujours bloquées dans leur dernière position de braquage.

Simultanément à la dernière étape "E4", une troisième étape "E3" de retour des roues 14 arrière en position neutre est déclenchée. Au cours de cette troisième étape "E3", les roues 14 arrière sont commandées jusqu'à leur position neutre. Cette troisième étape "E3" est illustrée à la figure 3B entre les instants "t3" et "t4". Ce procédé permet ainsi de rappeler les roues 14 arrière vers leur position neutre avant que l'actionneur ne soit désactivé.

En fonction du réglage du seuil "T3" de prévention, les roues 14 arrière peuvent revenir à leur position neutre lorsque leur angle "u" de braquage est inférieur à un angle limite permettant le retour à zéro.

Même lorsque le procédé ne permet pas de rappeler les roues 14 arrière jusqu'à leur position neutre, leur angle "u" de braquage est tout de même diminué de manière sensible. Ainsi, les roues 14 arrière ne peuvent plus être bloquées dans leur position extrême de braquage. Ceci permet de faciliter le pilotage du véhicule 10 par le conducteur lorsque les conditions de roulage ne permettent pas d'immobiliser immédiatement le véhicule. De plus, la mise en oeuvre de ce procédé selon l'invention est peu onéreuse car elle ne nécessite pas l'ajout de matériel supplémentaire sur le véhicule par rapport au procédé de l'état de la technique.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de commande d'un actionneur de direction d'au moins une roue (14) d'un véhicule (10) automobile, le véhicule (10) comportant : - au moins une roue (14) directrice montée pivotante entre deux positions angulaires extrêmes de braquage de part et d'autre d'une position neutre de référence ; - un actionneur (18) électrique qui commande l'angle (a) de braquage de la roue (14) directrice par rapport à la position 10 neutre de référence en fonction de paramètres de fonctionnement du véhicule (10) ; - des moyens (28) pour déterminer la température (T) de l'actionneur (18) ; le procédé comportant une étape (E2) de désactivation 15 totale de l'actionneur (18) ; caractérisé en ce que le procédé comporte une étape (El) de débraquage qui est enclenchée lorsque la température (T) de l'actionneur (18) est supérieure ou égale à un seuil (T3) de prévention déterminé, et au cours de laquelle la roue (14) 20 directrice est commandée vers sa position neutre par l'actionneur (18).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de l'étape (El) de débraquage, la roue arrière (14) est ramenée à une position neutre à une vitesse de pivotement 25 inférieure à la vitesse de pivotement en fonctionnement normal.
3. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lors de l'étape (El) de débraquage, l'ordre de débraquage de la roue (14) directrice est prioritaire sur toute autre consigne de braquage. 30
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étape (E2) de désactivation de l'actionneur est déclenchée à l'issue de la première étape (El) dedébraquage dés que la roue (14) directrice est revenue dans sa position neutre.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'étape (El) de débraquage est interrompue et l'étape (E2) de désactivation est déclenchée lorsque la température (T) de l'actionneur (18) atteint un seuil d'alerte (Ti).
6. 6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le seuil (T3) de prévention est inférieur au seuil (Ti) d'alerte.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une étape (E4) de réactivation de l'actionneur (18) qui est déclenchée directement après l'étape (E2) de désactivation lorsque la température (T) de l'actionneur (18) est redescendue au-dessous d'un seuil (T2) de fonctionnement.
8. 8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le seuil (T2) de fonctionnement est inférieur au seuil (T3) de prévention.
9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsque l'étape (E2) de désactivation est enclenchée alors que la roue (14) n'est pas revenue dans sa position neutre, des moyens d'alerte et d'information du conducteur sont mis en oeuvre.
10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pivotement de la roue (14) directrice est commandé uniquement par l'actionneur (18).
11. 11. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le véhicule (10) comporte quatre roues (12, 14) dont 30 deux roues (14) directrices commandées par l'actionneur (18) sont agencées à l'arrière du véhicule (10).