WO2008012454A1 - Procede et dispositif de controle du glissement d'une roue pour vehicule automobile - Google Patents

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WO2008012454A1
WO2008012454A1 PCT/FR2007/051519 FR2007051519W WO2008012454A1 WO 2008012454 A1 WO2008012454 A1 WO 2008012454A1 FR 2007051519 W FR2007051519 W FR 2007051519W WO 2008012454 A1 WO2008012454 A1 WO 2008012454A1
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vehicle
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torque
sliding
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PCT/FR2007/051519
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Xavier Claeys
Gerald Leminoux
Marco Marsilia
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Renault S.A.S.
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    • B60W2710/0666—Engine torque

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the sliding of a wheel for a motor vehicle, in particular the sliding, on a symmetrically adhering road, of the wheels of a front or rear drive axle. It also relates to a device for implementing the method.
  • Slip control of a drive wheel is used in the traction control system, which consists in reducing the engine torque applied by the vehicle's engine to the wheels when at least one driving wheel is slid beyond a first slip threshold, then to increase again said engine torque when the slip passes below a threshold lower than the first.
  • This adaptation of the engine torque is automatic when starting or accelerating the vehicle on a road with low grip, in contact with which the drive wheels skate quickly.
  • the object of the invention is to provide a method of controlling the sliding of the driving wheels which adapts to the different conditions of adhesion of the wheels by two different modes of regulation, which are actuated not simultaneously but successively.
  • a first object of the invention is a method of controlling the sliding of a driving wheel for a motor vehicle by regulating the engine torque, delivered to the wheels by the vehicle actuator, in the case where they exceed a predefined threshold sliding device, characterized in that, during the detection of a driving situation at a speed greater than a defined threshold and on a low adhesion road, the driving wheels spin, it applies two different modes of engine torque regulation according to the slip level, ie if the slip is greater than a first determined threshold, a regulation mode by servocontrol, in a closed loop, of the speed of rotation of the wheels at a setpoint which is a function of a sliding instruction, and if the sliding is less than a second determined threshold, itself lower than the sliding setpoint, a mode of regulation of the motor torque in open loop.
  • control method proposes a regulation of the motor torque, in a closed loop, by servocontrolling the speed ⁇ r of rotation of the wheels, of the proportional integral type with phase advance, continuously expressed by the following equation:
  • the mode of regulation of the motor torque, in closed loop, by servocontrol of the speed of rotation of the wheels comprises a first command T e n resulting from a first filter, receiving as input the difference between the rotational speed ⁇ r measured and the speed reference ⁇ r d and the gain value K 1 (P) such that:
  • K AP f (U1 + 92, T2 p r> YXil + 2 T2 p)
  • the mode of regulation of the engine torque in open loop, consists in adding to the engine torque T e ⁇ real, delivered by the engine of the vehicle, a ramp of slope K 1 - at each instant n sampling, such as:
  • T being the sampling period
  • T e ⁇ , n being passed through a saturator before controlling the motor
  • the combination of said two motor torque control modes T e ⁇ is a switching controlled by an activation logic function as a function of the slip level S x of the drive wheel relative to the set point.
  • S 2 sliding, for a vehicle speed greater than a given threshold, and in that these two modes are stopped when the slip S x of the wheel decreases below the threshold S3 for triggering the open-loop mode and the absolute value the difference between the engine torque and the driver's instruction is less than a minimum torque heel.
  • the rotational speed setpoint ⁇ f is established as a function of a sliding setpoint S 2 , according to the reference speed V ref of the vehicle:
  • the sliding setpoint is a function of several dynamic criteria of the vehicle, such as the depression of the accelerator pedal, the steering wheel angle, the reference speed of the vehicle, the sign of the derived from sliding.
  • a second object of the invention is a device for implementing the method of controlling the slippage of a driving wheel for a motor vehicle, comprising means for estimating the speed of the vehicle, means for estimating the engine torque and wheel speed sensors, characterized in that it furthermore comprises: a closed-loop regulator of integral proportional type with phase advance, of gain K (p): ⁇ ( ph Kr , L £, _).
  • FIG. 1 shows the variations of the longitudinal force transmitted by the road to the tire of the wheel, as a function of the longitudinal sliding
  • FIG. 2 a schematic diagram of the method of the invention
  • Figure 4 a block diagram of the open loop control motor torque
  • Figure 5 a flowchart of the various steps of the method according to the invention.
  • the method for controlling the sliding of the wheels of a vehicle according to the invention in the context of an anti-slip regulation ASR, is involved in slip starting situations, the external force applied to the wheels being a motor or braking force, while the speed of the vehicle is greater than a threshold of the order of a few km / h, that is to say while the vehicle is in a rolling situation and no longer starting.
  • the method according to the invention is further applied in the symmetrically adhering road slip phases, that is to say that the two wheels of the drive axle of the vehicle, whether front or rear, slide simultaneously .
  • This set point threshold S 2 can be variable according to several dynamic criteria of the vehicle, in particular:
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the method according to the invention, applying two different modes of regulation of the engine torque T e ⁇ as a function of the sliding level S x of the driving wheels, the switching between these two modes of regulation being carried out by means C on a state signal from an activation logic module L.
  • a first control mode in the closed loop by feedback control of the ⁇ r rotational speed of the wheels at a ⁇ f setpoint is applied when the slip S x is greater than a first threshold S 1 relatively large, the ⁇ r setpoint being determined with respect to the sliding instruction.
  • This closed loop F B sends a torque setpoint T e C o n ⁇ - s to the motor M, thermal or electric vehicle that will apply a torque T e real ⁇ to the drive wheels of the vehicle A.
  • the vehicle is coupled to the environment, in particular to the road, which brings a disturbance ⁇ resulting in the slippage of the tires.
  • the relative sliding speed is defined by the following relation (E 1 ):
  • the engine torque T e ⁇ delivered by the motor M and the rotational speed ⁇ r of the wheels are sent to the input of the closed loop as well as the reference speed V ref of the vehicle for calculating the rotation speed reference.
  • ⁇ r d wheels This loop is intended to regulate the speed ⁇ r of rotation of the wheels on the setpoint ⁇ f corresponding to the speed desired by the driver V ref .
  • This rotation speed setpoint ⁇ f is established as a function of a sliding setpoint S 2 according to the relationship
  • the method according to the invention takes into account the fact that the vehicle is a very little dynamic system in case of small slips but is very dynamic in case of significant slips for which it proposes a regulation of the engine torque, in closed loop, by servo the speed of rotation of the wheels.
  • the regulator according to the invention is of the proportional integral type with phase advance, continuously expressed by the following equation (E 7 ):
  • the regulation of the engine torque T e ⁇ by slaving the measured or estimated value of the speed of rotation ⁇ r of the driving wheel to a speed reference ⁇ f determined by mapping from a sliding instruction S 2 , comprises a first command T e n from a first filter K 1 , gain K 1 (P), receiving as input the difference between the speed of rotation ⁇ r and the speed reference ⁇ r d , to which is added a second command T e ⁇ 2 established according to the actuator.
  • the second command T e i 2 is obtained from a second filter K 2 applying to the actual engine torque T e ⁇ delivered by the vehicle engine, with a gain K 2 (p) of the form:
  • K ⁇ p) (l + 2 T2 p) (l + 2 ⁇ 2 p)
  • the engine torque T e ⁇ actually delivered by the engine of the vehicle is different from the setpoint T e ⁇ - C o n s applied to it, due to the dynamics of this traction actuator.
  • the latter can be represented by a filter of the first order, of constant of time ⁇ act , according to the equation (E 9 ):
  • the method applies a regulation of the open-loop engine torque when the slip S x of the drive wheel decreases from a value greater than the first threshold S 1 to a value lower than a second threshold.
  • S 3 itself less than the sliding instruction S 2 .
  • the resulting control is passed through a saturator S at 2 so that the motor torque is never greater than the driver's demand. Then the saturated setpoint Tei-co ns obtained controls the operation of the engine, which delivers a real torque which is added a disturbance ⁇ representing the coupling of the vehicle with the ground. The wheel which slipped weakly is revived by an action of the engine, in open loop.
  • the closed-loop mode reduces the engine torque applied to the wheels when the slip is large, greater than a predefined threshold and the open-loop mode again increases the engine torque to revive the wheels whose slip has become low again.
  • These two modes do not realize sliding control simultaneously, but successively depending on the sliding conditions for better performance.
  • This combination of the two control modes is a switching C, controlled by a logic activation function, taking into account the slip level of the drive wheels for a speed of movement of the vehicle which is sufficient, greater than a threshold of a few km / h.
  • FIG. 5 is a flowchart of the different commutations between the two regulation modes, as a function of the slip level.
  • the two closed-loop and open-loop control modes are stopped under two conditions: when the slip S x goes back below threshold S3 open loop start and the absolute value of the difference between the engine torque T e ⁇ and the driver setpoint T COn d is less than a heel ⁇ of minimum torque.
  • a second object of the invention is a device for implementing the method of controlling the slippage of a driving wheel for a motor vehicle, comprising means for estimating the speed of the vehicle, means for estimating the engine torque and wheel speed sensors, characterized in that it furthermore comprises:
  • a closed-loop regulator B F of integral proportional type with phase advance, gain K (p): ⁇ ( ph Kr , L ⁇ JL,! _ ⁇ JL
  • the control method according to the invention implements two different modes of regulation as a function of the slippage of the driving wheels in order to limit as much as possible the development of the control, so that the performances obtained are better than those of the previous methods for controlling a simplified setting.
  • the proportional integral control with phase advance makes it possible to achieve a better compromise between the performances, the stability and the robustness than the current regulators, of Proportional or Proportional Integral type.
  • this method is particularly well suited to anti-skid strategies implemented on traction, propulsion, four-wheel-drive or hybrid motor vehicles equipped with electric actuators.

Abstract

Procédé et dispositif de contrôle du glissement d'une roue pour véhicule automobile. L'invention concerne un procédé et un dispositif de contrôle du glissement d'une roue motrice pour véhicule automobile par régulation du couple moteur délivré aux roues dans le cas où le glissement dépasse un seuil prédéfini, tel que, lors de la détection d'une situation de roulage à une vitesse (V) supérieure à un seuil défini sur une route à adhérence faible, les roues motrices patinent, il applique séparément deux modes de régulation du couple moteur, selon le niveau de glissement, soit dans le cas d'un glissement (S<SUB>x</SUB>) supérieur à un premier seuil (S<SUB>1</SUB>), un mode de régulation en boucle fermée par asservissement de la vitesse de rotation des roues (?<SUB>r</SUB>) à une consigne de vitesse (?<SUB>r</SUB>

Description

Procédé et dispositif de contrôle du glissement d'une roue pour véhicule automobile.
L'invention concerne un procédé de contrôle du glissement d'une roue pour véhicule automobile, en particulier du glissement, sur route à adhérence symétrique, des roues d'un essieu moteur avant ou arrière. Elle concerne également un dispositif de mise en œuvre du procédé.
Le contrôle du glissement d'une roue motrice est utilisé dans la régulation antipatinage à l'entraînement, qui consiste à diminuer le couple moteur appliqué par le moteur du véhicule aux roues en cas de glissement d'au moins une roue motrice au- delà d'un premier seuil de glissement, puis à augmenter de nouveau ledit couple moteur lorsque le glissement passe sous un seuil inférieur au premier. Cette adaptation du couple moteur est automatique lors des démarrages ou des accélérations du véhicule sur une route à faible adhérence, au contact de laquelle les roues motrices patinent rapidement.
Une solution actuelle est décrite dans le brevet américain US 6 161 907 au nom de KELSEY-HAYES. Elle consiste en une régulation de type Proportionnel Intégrale sur la vitesse de la roue qui glisse, qui ne permet pas d'assurer des performances identiques pour un glissement fort et pour un glissement faible. Pour pallier ce problème, il faudrait modifier le réglage du régulateur en ligne en fonction des conditions du glissement, mais la solution est plus difficile à régler et/ou moins robuste du fait du choix de la commande.
Le but de l'invention est de proposer un procédé de contrôle du glissement des roues motrices qui s'adapte aux différentes conditions d'adhérence des roues par deux modes de régulation différents, qui sont actionnés non pas simultanément mais successivement.
Pour cela, un premier objet de l'invention est un procédé de contrôle du glissement d'une roue motrice pour véhicule automobile par régulation du couple moteur, délivré aux roues par l'actionneur du véhicule, dans le cas où elles dépassent un seuil prédéfini de glissement, caractérisé en ce que, lors de la détection d'une situation de roulage à une vitesse supérieure à un seuil défini et sur une route à adhérence faible, les roues motrices patinent, il applique deux modes de régulation du couple moteur différents selon le niveau de glissement, soit si le glissement est supérieur à un premier seuil déterminé, un mode de régulation par asservissement, en boucle fermée, de la vitesse de rotation des roues à une consigne qui est fonction d'une consigne de glissement, et si le glissement est inférieur à un deuxième seuil déterminé, lui-même inférieur à la consigne de glissement, un mode de régulation du couple moteur en boucle ouverte.
Selon une caractéristique du procédé de contrôle, il propose une régulation du couple moteur, en boucle fermée, par asservissement de la vitesse θr de rotation des roues, du type proportionnel intégral avec avance de phase, exprimé en continu par l'équation suivante :
P L + Ti P
avec T1 et τ2 des constantes d'avance de phase, et Kp et T1 des paramètres de commande.
Selon une autre caractéristique du procédé de contrôle, le mode de régulation du couple moteur, en boucle fermée, par asservissement de la vitesse de rotation des roues comprend une première commande Ten issue d'un premier filtre, recevant en entrée la différence entre la vitesse de rotation θr mesurée et la consigne de vitesse θr d , et de gain K1(P) tel que :
Figure imgf000004_0001
avec T1 et τ2 des constantes d'avance de phase, et Kp et T1 des paramètres de commande, à laquelle s'ajoute une deuxième commande Tei2 établie à partir d'un second filtre s'appliquant au couple moteur réel Teι délivré par l'actionneur M du véhicule et de gain K2(p) tel que :
K AP) = f (Ul + 92,T2p r>YXil + 2T2p)
La somme de ces deux commandes passant dans un saturateur avant de constituer la consigne de couple Teι-Cons pour l'actionneur. Selon une autre caractéristique du procédé de contrôle, le mode de régulation du couple moteur, en boucle ouverte, consiste à ajouter au couple moteur Teι réel, délivré par le moteur du véhicule, une rampe de pente K1- à chaque instant n d'échantillonnage, telle que :
Tel,n = Tel,n-l + Kr * T
T étant la période d'échantillonnage, et le résultat Teι, n étant passé dans un saturateur avant de commander le moteur.
Selon une autre caractéristique du procédé de contrôle, la combinaison desdits deux modes de régulation du couple moteur Teι est une commutation commandée par une fonction logique d'activation en fonction du niveau de glissement Sx de la roue motrice par rapport à la consigne S2 de glissement, pour une vitesse du véhicule supérieure à un seuil donné, et en ce que ces deux modes sont arrêtés quand le glissement Sx de la roue diminue sous le seuil S3 de déclenchement du mode en boucle ouverte et que la valeur absolue de la différence entre le couple moteur et la consigne du conducteur est inférieure à un talon de couple minimal.
Selon une autre caractéristique du procédé de contrôle, la consigne de vitesse de rotation θf est établie en fonction d'une consigne de glissement S2, selon la vitesse de référence Vref du véhicule :
# = (1 + S2)^-
Selon une caractéristique du procédé de contrôle, la consigne de glissement est fonction de plusieurs critères dynamiques du véhicule, tels que l'enfoncement de la pédale d'accélérateur, l'angle du volant, la vitesse de référence du véhicule, le signe de la dérivée du glissement.
Un second objet de l'invention est un dispositif de mise en œuvre du procédé de contrôle du glissement d'une roue motrice pour véhicule automobile, comprenant des moyens d'estimation de la vitesse du véhicule, des moyens d'estimation du couple moteur et des capteurs de vitesse des roues, caractérisé en ce qu'il comprend de plus : - un régulateur en boucle fermée, de type proportionnel intégral avec avance de phase, de gain K(p) : κ(ph Kr ,L±£,}_±±£.
P 1 + T2P avec T1 et τ2 des constantes d'avance de phase, et Kp et T1 des paramètres de commande, associé à un saturateur, pour que le couple moteur soit toujours inférieur à la demande du conducteur,
- un régulateur en boucle ouverte, ajoutant au couple moteur Teι réel délivré par le moteur une rampe de pente K1- à chaque instant n d'échantillonnage, de période d'échantillonnage T :
Figure imgf000006_0001
*- associé à un saturateur pour que le couple moteur soit toujours inférieur à la demande du conducteur,
- des moyens de commutation entre les deux régulateurs sur signal d'état de la part d'un module logique d'activation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'un exemple de réalisation, illustrée par les figures suivantes qui sont :
la figure 1 : les variations de l'effort longitudinal transmis par la route au pneumatique de la roue, en fonction du glissement longitudinal, la figure 2 : un schéma de principe du procédé de l'invention, la figure 3 : un schéma fonctionnel de la boucle fermée de régulation du couple moteur, la figure 4 : un schéma fonctionnel de la boucle ouverte de régulation du couple moteur, la figure 5 : un organigramme des différentes étapes du procédé selon l'invention.
Le procédé de contrôle du glissement des roues d'un véhicule selon l'invention, dans le cadre d'une régulation anti-patinage ASR, intervient dans les situations de départ au glissement, l'effort extérieur appliqué aux roues étant moteur ou freineur, alors que la vitesse du véhicule est supérieure à un seuil de l'ordre de quelques km/h, c'est-à-dire alors que le véhicule est en situation de roulage et non plus de démarrage. Le procédé selon l'invention est appliqué de plus dans les phases de glissement sur route à adhérence symétrique, c'est-à-dire que les deux roues de l'essieu moteur du véhicule, qu'il soit avant ou arrière, glissent simultanément.
Comme le montre la figure 1 , sur laquelle est dessinée une représentation linéaire PL approximative du pneu, pour un glissement faible de la roue inférieur à un r * à - y seuil S2 égal à 10 % de la vitesse longitudinale V du véhicule : Sx = -
V avec θr d la vitesse de rotation des roues, de rayon r, l'effort longitudinal Fr transmis par la route croît très rapidement, puis il décroît lorsque la valeur Sx du glissement est supérieure à S2. Ce seuil de consigne S2 peut être variable en fonction de plusieurs critères dynamiques du véhicule, notamment :
l'enfoncement de la pédale d'accélérateur, l'angle du volant, la vitesse de référence du véhicule, le signe de la dérivée du glissement ...
La figure 2 est un schéma de principe du procédé selon l'invention, appliquant deux modes de régulation différents du couple moteur Teι en fonction du niveau de glissement Sx des roues motrices, la commutation entre ces deux modes de régulation étant réalisée par des moyens C sur signal d'état de la part d'un module logique L d'activation.
Un premier mode de régulation, en boucle fermée, par asservissement de la vitesse de rotation θr des roues à une consigne θf , est appliqué lorsque le glissement Sx est supérieur à un premier seuil S1 relativement important, la consigne θr d étant déterminée par rapport à la consigne de glissement. Cette boucle fermée BF délivre une consigne de couple Teι-Cons au moteur M, thermique ou électrique, du véhicule qui va appliquer un couple moteur Teι réel aux roues motrices du véhicule A. Mais le véhicule est couplé à l'environnement, en particulier à la route, qui apporte une perturbation Δ se traduisant par le glissement des pneus. La vitesse de glissement relatif est définie par la relation (E1) suivante :
(E1) A = rθr - V r étant le rayon d'une roue, V la vitesse longitudinale du véhicule et θr la vitesse de rotation de la roue. C'est donc un couple moteur perturbé qui est appliqué aux roues motrices du véhicule A, dont on mesure ou on estime la vitesse de rotation θr .
Le couple moteur Teι délivré par le moteur M et la vitesse de rotation θr des roues sont envoyés à l'entrée de la boucle fermée ainsi que la vitesse de référence Vref du véhicule pour le calcul de la consigne de vitesse de rotation θr d des roues. Cette boucle est destinée à réguler la vitesse θr de rotation des roues sur la consigne θf correspondant à la vitesse désirée par le conducteur Vref. Cette consigne de vitesse de rotation θf est établie en fonction d'une consigne de glissement S2 selon la relation
(E2) suivante :
(E2) θf = (1 + S2)^- r
En appliquant les équations de la dynamique au modèle simplifié du véhicule avec un essieu moteur arrière, dans lesquelles Jeq est l'inertie équivalente du moteur associé à l'essieu arrière et à ses roues, m la masse du véhicule, N le rapport de réduction global, F1- les efforts extérieurs appliqués aux roues et dépendant du glissement Sx de roue comme l'a montré la figure 1 , et qui sont les suivantes (E3) :
(E3) mV = Fr - Cx *V2
Figure imgf000008_0001
* T el, on obtient un modèle simplifié de la dynamique de la roue caractérisé par l'équation suivante (E4) :
(E4) J e»q * Θ = N * T A, - (rmV + rC V "- )
La contribution de la force aérodynamique -CxV 2 étant négligeable dans le calcul de la dynamique de glissement de la roue à l'interface pneu/sol, qui est représentée par une perburbation Δ égale à la différence entre la vitesse linéaire des roues et la vitesse du véhicule selon l'équation (E1) précédente, le modèle de comportement de la roue est caractérisé par l'équation (E5) suivante :
(E5) (jeq + r2m)θr = NTel + À
Lorsque le glissement de la roue est faible, inférieur à 10 %, la perturbation Δ est facilement rejetable. Le système total correspond à une inertie, ramenée à la roue, équivalente à la masse totale du véhicule. Par contre, lorsque le glissement de la roue est important, le système change de caractéristique dynamique et peut rentrer dans un domaine instable jusqu'au blocage. Dans le cas d'une perte complète de l'adhérence du pneu sur le sol, les efforts de contact F1- sont nuls et l'équation de la dynamique devient :
(E6) Jeq * θr = N * Ta + Â
Le procédé selon l'invention prend en compte le fait que le véhicule est un système très peu dynamique en cas de faibles glissements mais est très dynamique en cas de glissements importants pour lesquels il propose une régulation du couple moteur, en boucle fermée, par asservissement de la vitesse de rotation des roues. Pour obtenir une régulation performante avec une bonne marge de stabilité, le régulateur selon l'invention est du type proportionnel intégral avec avance de phase, exprimé en continu par l'équation suivante (E7) :
Figure imgf000009_0001
avec T1 et τ2 des constantes d'avance de phase, et Kp et T1 des paramètres de commande.
Il est écrit sous la forme de deux filtres K1 et K2 afin d'améliorer les commutations entre le mode de régulation en boucle fermée et celui en boucle ouverte. La phase transitoire est plus confortable et la commande n'est plus saturée. Pour cela, selon le schéma de la figure 3, la régulation du couple moteur Teι, par asservissement de la valeur mesurée ou estimée de la vitesse de rotation θr de la roue motrice à une consigne θf de vitesse déterminée par cartographie à partir d'une consigne de glissement S2, comprend une première commande Ten issue d'un premier filtre K1, de gain K1(P), recevant en entrée la différence entre la vitesse de rotation θr et la consigne de vitesse θr d , à laquelle s'ajoute une deuxième commande Teι2 établie en fonction de l'actionneur.
Le gain K1(P), de la forme :
p)
Figure imgf000009_0002
La deuxième commande Tei2 est obtenue à partir d'un second filtre K2 s'appliquant au couple moteur réel Teι délivré par le moteur du véhicule, de gain K2(p) de la forme :
KÀp) = (l + 2T2 p)(l + 2τ2p)
Les deux commandes s'ajoutent puis passent dans un saturateur Sarι, pour que le couple moteur soit toujours inférieur à la demande du conducteur, avant de constituer la commande Teι-Cons envoyée à l'actionneur M du véhicule :
(E8) Tel-mns = K2{p)τel + Kiiptθt - θ)
Le couple moteur Teι réellement délivré par le moteur du véhicule est différent de la consigne Teι-Cons qui lui est appliquée, en raison de la dynamique de cet actionneur de traction. Ce dernier peut être représenté par un filtre du premier ordre, de constante de temps τact , selon l'équation (E9) :
T
Figure imgf000010_0001
P
L'influence de cette constante de temps τact sur la régulation anti-patinage ASR sera prise en compte.
La description de l'environnement et de la dynamique du véhicule doit représenter également les perturbations extérieures Δ mal connues qui agissent sur la dynamique de la roue.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé applique une régulation du couple moteur en boucle ouverte quand le glissement Sx de la roue motrice diminue à partir d'une valeur supérieure au premier seuil S1 vers une valeur inférieure à un deuxième seuil S3, lui-même inférieur à la consigne de glissement S2. Comme le montre le schéma fonctionnel de cette boucle ouverte, elle consiste à ajouter au couple moteur Teι réel délivré par le moteur une rampe de pente Kr à chaque instant n d'échantillonnage, selon la relation suivante (E11), dans laquelle T est la période d'échantillonnage : (E11) Tel,n = Tel,n-l + Kr * T
La commande résultante est passée dans un saturateur Sat2 pour que le couple moteur ne soit jamais supérieur à la demande du conducteur. Puis la consigne saturée Tei-cons obtenue commande le fonctionnement du moteur, qui délivre un couple réel auquel est ajoutée une perturbation Δ représentant le couplage du véhicule avec le sol. La roue qui glissait faiblement est relancée par une action du moteur, en boucle ouverte.
Ces deux modes de régulation sont combinés pour s'adapter aux différentes conditions d'adhérence des roues motrices. Le mode en boucle fermée permet de diminuer le couple moteur appliqué aux roues lorsque le glissement est important, supérieur à un seuil prédéfini et le mode en boucle ouverte augmente à nouveau le couple moteur pour relancer les roues dont le glissement est redevenu faible. Ces deux modes ne réalisent pas de régulation du glissement de façon simultanée, mais successivement en fonction des conditions de glissement pour une meilleure prestation. Cette combinaison des deux modes de régulation est une commutation C, commandée par une fonction logique d'activation, prenant en compte le niveau de glissement des roues motrices pour une vitesse de déplacement du véhicule qui soit suffisante, soit supérieure à un seuil de quelques km/h.
La figure 5 est un organigramme des différentes commutations entre les deux modes de régulation, en fonction du niveau de glissement. En plus des conditions décrites précédemment, les deux modes de régulation en boucle fermée et en boucle ouverte, sont arrêtés à deux conditions : quand le glissement Sx repasse sous le seuil S3 de début de boucle ouverte et que la valeur absolue de la différence entre le couple moteur Teι et la consigne du conducteur TCOnd est inférieure à un talon ε de couple minimal.
Un second objet de l'invention est un dispositif de mise en œuvre du procédé de contrôle du glissement d'une roue motrice pour véhicule automobile, comprenant des moyens d'estimation de la vitesse du véhicule, des moyens d'estimation du couple moteur et des capteurs de vitesse des roues, caractérisé en ce qu'il comprend de plus :
- un régulateur en boucle fermée BF, de type proportionnel intégral avec avance de phase, de gain K(p) : κ(ph Kr ,L±JL,!_±±JL
P 1 + T2P avec T1 et τ2 des constantes d'avance de phase, et Kp et T1 des paramètres de commande, associé à un saturateur, pour que le couple moteur soit toujours inférieur à la demande du conducteur,
- un régulateur en boucle ouverte B0, ajoutant au couple moteur Teι réel délivré par le moteur une rampe de pente K1- à chaque instant n d'échantillonnage, de période d'échantillonnage T :
associé à un saturateur pour que le couple moteur soit toujours inférieur à la demande du conducteur,
- des moyens de commutation C entre les deux régulateurs sur signal d'état de la part d'un module logique L d'activation.
Le procédé de régulation selon l'invention met en œuvre deux modes de régulation différents en fonction du glissement des roues motrices afin de limiter au maximum la mise au point de la commande, de sorte que les performances obtenues sont meilleures que celles des procédés antérieurs pour un réglage simplifié. De plus, la régulation Proportionnelle Intégrale avec avance de phase permet de réaliser un meilleur compromis entre les performances, la stabilité et la robustesse que les régulateurs actuels, de type Proportionnel ou Proportionnel Intégral.
Enfin, ce procédé est particulièrement bien adapté aux stratégies d'anti- patinage mises en œuvre sur des véhicules automobiles à traction, à propulsion, à quatre roues motrices ou hybrides dotés d'actionneurs électriques.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de contrôle du glissement d'une roue motrice pour véhicule automobile par régulation du couple moteur délivré aux roues par l'actionneur du véhicule dans le cas où le glissement dépasse un seuil prédéfini, caractérisé en ce que, lors de la détection d'une situation de roulage à une vitesse (Vref) supérieure à un seuil défini et sur une route à adhérence faible, les roues motrices patinent, il applique séparément deux modes de régulation du couple moteur, différents selon le niveau de glissement, soit dans le cas d'un glissement (Sx) supérieur à un premier seuil (Si) déterminé, un mode de régulation en boucle fermée par asservissement de la vitesse de rotation des roues ψr) à une consigne de vitesse ψf ) déterminée à partir d'une consigne de glissement (S2), et, dans le cas d'un glissement inférieur à un deuxième seuil (S3), de valeur déterminée inférieure à la consigne de glissement (S2), un mode de régulation en boucle ouverte.
2. Procédé de contrôle selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il propose une régulation du couple moteur, en boucle fermée, par asservissement de la vitesse ψr ) de rotation des roues, du type proportionnel intégral avec avance de phase, exprimé en continu par l'équation suivante :
κ(ph Kr ,L±JL,!_±±JL
P 1 + T2 P
avec T1 et τ2 des constantes d'avance de phase, et Kp et T, des paramètres de commande.
3. Procédé de contrôle selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mode de régulation du couple moteur, en boucle fermée, par asservissement de la vitesse de rotation ( θr ) des roues comprend une première commande (Ten) issue d'un premier filtre (K1), recevant en entrée la différence entre la vitesse de rotation ψr ) mesurée et la consigne de vitesse ψf ) et de gain K1(P) tel que :
Figure imgf000013_0001
avec T1 et τ2 des constantes d'avance de phase, et Kp et T1 des paramètres de commande,
à laquelle s'ajoute une deuxième commande (Teι2) établie à partir d'un second filtre (K2), s'appliquant au couple moteur réel (Teι) délivré par l'actionneur (M) du véhicule et de gain K2(p) tel que :
Figure imgf000014_0001
la somme de ces deux commandes passant dans un saturateur (Sati) avant de constituer la consigne de couple (Teι-Cons) pour l'actionneur (M).
4. Procédé de contrôle selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le mode de régulation du couple moteur, en boucle ouverte, consiste à ajouter au couple moteur (Teι) réel, délivré par le moteur (M) du véhicule, une rampe de pente (K1-) à chaque instant n d'échantillonnage, telle que :
T étant la période d'échantillonnage, et le résultat (Teι, n) étant passé dans un saturateur avant de commander le moteur.
5. Procédé de contrôle selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la combinaison desdits deux modes de régulation du couple moteur (Teι) est une commutation commandée par une fonction logique d'activation en fonction du niveau de glissement (Sx) de la roue motrice par rapport à la consigne (S2) de glissement, pour une vitesse du véhicule supérieure à un seuil donné, et en ce que ces deux modes sont arrêtés quand le glissement (Sx) de la roue diminue sous le seuil (S3) de déclenchement du mode en boucle ouverte et que la valeur absolue de la différence entre le couple moteur et la consigne du conducteur est inférieure à un talon (ε) de couple minimal.
6. Procédé de contrôle selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la consigne de vitesse de rotation ( θf ) est établie en fonction d'une consigne de glissement (S2), selon la vitesse de référence (Vref) du véhicule :
Figure imgf000015_0001
7. Procédé de contrôle selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la consigne de glissement (S2) est fonction de plusieurs critères dynamiques du véhicule, tels que l'enfoncement de la pédale d'accélérateur, l'angle du volant, la vitesse de référence du véhicule, le signe de la dérivée du glissement.
8. Dispositif de mise en oeuvre du procédé de contrôle du glissement d'une roue motrice pour véhicule automobile selon les revendications 1 à 7, comprenant des moyens d'estimation de la vitesse du véhicule, des moyens d'estimation du couple moteur et des capteurs de vitesse des roues, caractérisé en ce qu'il comprend de plus :
- un régulateur en boucle fermée (BF), de type proportionnel intégral avec avance de phase, de gain K(p) :
Figure imgf000015_0002
avec η et τ2 des constantes d'avance de phase, et Kp et Tj des paramètres de commande, associé à un saturateur (Sati), pour que le couple moteur soit toujours inférieur à la demande du conducteur,
- un régulateur en boucle ouverte (B0), ajoutant au couple moteur (Teι) réel délivré par le moteur une rampe de pente (Kr) à chaque instant n d'échantillonnage, de période d'échantillonnage T :
Figure imgf000015_0003
associé à un saturateur (Sat2) pour que le couple moteur soit toujours inférieur à la demande du conducteur,
- des moyens (C) de commutation entre les deux régulateurs sur signal d'état de la part d'un module (L) logique d'activation.
9. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le régulateur en boucle fermée comprend un premier filtre (K1), de gain K1(P), recevant en entrée la différence entre la vitesse de rotation (θr ) et la consigne de vitesse (θf ), de gain
K1(P), de la forme :
Figure imgf000016_0001
délivrant une première commande de couple (Ten), ainsi qu'un second filtre (K2), de gain K2(p) de la forme :
K2(P) = - (l + 2T2pX ll + 2T2p) délivrant une seconde commande (Tei2), les deux commandes s'ajoutant puis passant dans un saturateur (Sati) pour s'appliquer au couple moteur réel (Teι) délivré par le moteur du véhicule.
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