DISPOSITIF ANTI-ROULIS POUR VEHICULES

La présente invention relève du domaine des systèmes de commande de véhicules terrestres, en particulier de véhicules automobiles à roues.

De façon classique, les véhicules automobiles sont pourvus d'un châssis, d'un habitacle, de roues reliées au châssis par un mécanisme de suspension avec des roues avant directrices commandées par un volant à la disposition du conducteur dans l'habitacle du véhicule, et des roues arrière directrices ou non-directrices.

Le document US 2004/0117085 décrit un système de commande de la stabilité en lacet d'un véhicule équipé d'un capteur d' accélération latérale, d'un capteur de roulis, d'un capteur d' angle de braquage et d' au moins un capteur de vitesse fournissant des informations à une unité de commande de la stabilité de lacet, une unité de commande de la stabilité de roulis et une unité de fonction de la priorité et d' intégration permettant de commander un système de suspension active et un système de barre anti-roulis active. Le système fonctionne en boucle fermée.

Le document US 2004/0117071 décrit un procédé pour réduire les oscillations de roulis d'un véhicule par un système en boucle fermée tenant compte de l' angle de roulis, de la vitesse de roulis et de l' accélération de roulis. Le document US 4 939 654 décrit un système de commande des caractéristiques de conduite d'un véhicule en fonction du braquage des roues du véhicule au moyen d'un capteur d' angle de braquage et d' au moins un capteur de vitesse pour agir sur des amortisseurs pilotables.

Toutefois, ces systèmes nécessitent de nombreux capteurs et procurent au véhicule un comportement insuffisamment stable lors de certaines sollicitations du conducteur ou sur certains états de chaussée. Certaines situations peuvent engendrer une perte de contrôle du véhicule, par exemple un évitement d' obstacle simple ou double. Les

pertes de contrôle dans ce cas sont souvent dues à une réponse inadaptée du véhicule car trop vives, pas assez amorties ou encore peu prévisibles.

L' invention vise un système de commande anti-roulis à réglage progressif assurant une sécurité, une sensation de sécurité, un confort et un plaisir de conduite élevé.

Le procédé de commande de système anti-roulis pour véhicule à au moins trois roues comprend l' élaboration d'une consigne de correction de roues libres en fonction de l' accélération latérale du véhicule, de données de déplacement du véhicule et du rapport de vitesse engagé, et l' envoi de ladite consigne de correction de roues libres à un actionneur capable d' appliquer un couple anti-roulis. La prise de roulis quasi statique du véhicule est réduite par application du couple anti-roulis pour une plage de vitesse allant de la marche arrière jusqu' à la marche avant. Le couple anti-roulis peut être remis à zéro de façon progressive à l' approche de l' arrêt du véhicule ou à l' approche d'un faible angle du volant. On peut régler la progressivité du couple anti-roulis pour éviter toute sensation de conduite inconfortable. Lesdites données de déplacement du véhicule peuvent comprendre la vitesse longitudinale du véhicule et/ou une mesure de l' angle de braquage de roues avant.

Dans un mode de réalisation, en dessous d'un premier seuil d' accélération latérale, la consigne de correction de roulis est nulle. Dans un mode de réalisation, au-dessus d'un deuxième seuil d' accélération latérale, la consigne de correction de roulis est constante.

Dans un mode de réalisation, la consigne de correction de roulis est monotone croissante entre un premier et un deuxième seuils d' accélération latérale. La consigne de correction de roulis peut être comprise entre une droite et une parabole croissante entre le premier et le deuxième seuils d' accélération latérale.

La consigne d' accélération de roulis peut être nulle en dessous d'un seuil de vitesse ou de rapport de vitesses engagé.

Le système anti-roulis pour véhicule à au moins trois roues comprend un moyen pour élaborer une consigne de correction de roulis en fonction de l' accélération latérale du véhicule, de données de déplacement du véhicule, et du rapport de vitesse engagé, et un actionneur capable d' appliquer un couple anti-roulis en fonction de la consigne de correction de roulis.

Dans un mode de réalisation, le moyen pour élaborer une consigne comprend un module de normalisation de l' accélération latérale. Le module de normalisation peut comprendre une entrée d' angle d' accélération latérale du véhicule, une entrée de gain statique entre le roulis et l' accélération latérale, et une entrée de gain statique entre le roulis et le couple anti-roulis. Le moyen pour élaborer une consigne peut comprendre un module de calcul et une table de vitesse. Le module de calcul peut comprendre un paramètre de vitesse minimale positive et un paramètre de couple anti-roulis maximal. La table de vitesse peut comprendre, pour chaque valeur de vitesse, un paramètre d' accélération latérale minimale, un paramètre d' accélération latérale maximale, un paramètre d' angle de volant, un paramètre de pente, et un paramètre de signe d' accélération latérale. Le véhicule est pourvu d'un châssis et d' au moins trois roues reliées élastiquement au châssis. Le véhicule comprend un système anti-roulis pourvu d'un moyen pour élaborer une consigne de correction de roulis en fonction de l' accélération latérale du véhicule, de données de déplacement du véhicule, et du rapport de vitesse engagé, et un actionneur capable d' appliquer un couple anti-roulis en fonction de la consigne de correction de roulis. Le système est en boucle ouverte.

L' actionneur peut faire partie d'une barre anti-roulis pilotable ou d'une suspension active. Dans un mode de réalisation, les données de déplacement du véhicule peuvent comprendre une mesure de l' angle de braquage de roues arrière, dans le cas d'un véhicule à roues arrière directrices.

La mise au point du système est facilitée par le faible nombre de paramètres mis en œuvre et permet une progressivité des réglages quasi statiques.

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d' exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels:

-la figure 1 est une vue schématique d'un véhicule équipé d'un système de commande; -la figure 2 est un schéma logique du système de la figure 1 ; et

-la figure 3 est un diagramme de couple anti-roulis en fonction de l' accélération latérale.

Comme on peut le voir sur la figure 1 , le véhicule 1 comprend un châssis 2, deux roues avant directrices 3 et 4 et deux roues arrière 5 et 6 qui peuvent ou non être directrices. Le véhicule 1 se complète par un système de direction 7 comprenant une crémaillère 8 disposée entre les roues avant 3 et 4, un actionneur de crémaillère 9 apte à orienter les roues avant 3 et 4 par l'intermédiaire de la crémaillère 8 en fonction d' ordres reçus, de façon mécanique ou électrique, en provenance d'un volant de direction non représenté, à disposition d'un conducteur du véhicule. Dans la variante à roues arrière directrices, des actionneurs 19 et 20 de braquage desdites roues arrière sont prévus.

Le système anti-roulis 10 comprend une unité de commande 11 , un capteur 12 de l' accélération latérale Y _T du véhicule, un capteur 13 de la vitesse de rotation des roues avant permettant de déterminer la vitesse V du véhicule et un capteur 18 d' angle de braquage des roues avant 3 et 4, par exemple monté sur l' actionneur 9. Le capteur 12 peut être disposé au centre de gravité du véhicule 1. Le capteur de vitesses peut être de type optique ou encore magnétique, par exemple à effet

Hall, coopérant avec un codeur solidaire d'une partie mobile, tandis que le capteur est non-tournant. Le capteur d' accélération peut être de type accéléromètre (masselotte et ressort).

En outre, le système anti-roulis 10 comprend des barres antiroulis pilotables avant 14 et arrière 15 capables de modifier les paramètres de la suspension disposée entre le châssis 2 et respectivement les roues 3 à 6. Les barres anti-roulis 14 et 15 peuvent comprendre des vérins hydrauliques ou électriques.

Le système anti-roulis 10 comprend un capteur 16 de la position du levier de vitesses 17 commandant une boîte de vitesses, non représentée, du véhicule 1. Le capteur 16 fournit un signal S _v de valeur 1 lorsqu'un rapport de marche avant est engagé et de valeur -1 lorsqu'un rapport de marche arrière est engagé ou au point mort.

L'unité de commande 11 peut être réalisée sous la forme d'un microprocesseur équipé d'une mémoire vive, d'une mémoire morte, d'une unité centrale et d' interfaces d' entrée-sortie permettant de recevoir des informations des capteurs et d' envoyer les instructions aux barres anti-roulis 14 et 15.

Plus précisément, l'unité de commande 11 comprend un bloc d' entrée 22 recevant les signaux en provenance des capteurs 12 et 13, plus particulièrement la vitesse du véhicule V et l' accélération transversale γ-r. La vitesse du véhicule peut être obtenue en faisant la moyenne de la vitesse des roues avant ou des roues arrière, telle que mesurée par des capteurs d'un système antiblocage de roues. Dans ce cas, il est prévu un capteur 13 par roue, le système antiblocage de roues comprenant une sortie reliée à une entrée de l'unité de commande 1 1 pour fournir l' information de vitesse du véhicule. Alternativement, chaque capteur 13 est relié à une entrée de l'unité de commande 11 , l'unité de commande 11 effectuant alors la moyenne de la vitesse des roues.

L'unité de commande 11 comprend également un bloc de calcul 23 pourvu d'un paramètre de butée B, d'une entrée de signe de vitesse Sy, d'un paramètre de zone morte Z _m , d'un paramètre de gain statique

G et d'un paramètre de pente p. Le signe de vitesse est égal à 1 si un rapport de vitesses positif est engagé et à - 1 si la marche arrière est engagée ou si le levier de vitesses est au point mort. Le paramètre de butée B est égal au couple maximum applicable et permet d' éviter

l' application d'un couple excessif désagréable pour le conducteur et/ou nuisible aux actionneurs des barres anti-roulis pilotables. Le paramètre de zone morte Z _m est homogène à une accélération latérale et détermine le seuil d' accélération latérale γ _τ en dessous duquel la consigne prend une valeur nulle. Le paramètre de pente p détermine la pente de la consigne de couple en fonction de l' accélération latérale Y _T entre la zone morte et la butée.

Le bloc de calcul 23 comprend un bloc de normalisation 29 recevant la valeur d' accélération latérale Y _T et effectuant le calcul de normalisation de l' accélération latérale pour obtenir : avec Gγ le gain statique entre le roulis et l' accélération latérale du véhicule et G le gain statique entre le roulis et le couple anti-roulis.

Le bloc de calcul 23 comprend un module de génération de la commande quasi statique 30 associé à une table 31 de vitesse et de couple anti-roulis, qui, en fonction de la vitesse, de l' angle de volant, de l' accélération latérale normalisée γτ _n et des paramètres B, S _v , Z _m , G et p, génère une consigne de couple anti-roulis. Les paramètres déterminent la courbe de couple anti-roulis en fonction de l' accélération latérale γ _Tn dont un exemple est illustré sur la figure 3 et ce pour un grand nombre de valeurs de vitesses V ₁ stockées dans une table. En d' autres termes, les paramètres B , S _v , Z _m , G et p dépendent de la vitesse.

La détermination de la consigne de couple anti-roulis peut être effectuée de la manière suivante. Pour une vitesse de valeur absolue inférieure à V _min ou d'un angle volant de valeur absolue inférieur à α _min , le couple anti-roulis est nul. Pour une valeur d' accélération latérale de valeur absolue inférieure à un seuil ou zone morte Z _m , alors le couple anti-roulis est nul. La consigne de couple anti-roulis est plafonnée à une valeur de butée ou maximale B . En d' autres termes, si l' accélération latérale est supérieure à un deuxième seuil γ _max , la consigne de couple anti-roulis est égale à la butée B .

On calcule la vitesse signée Vs égale au produit de la vitesse V par le signe S _v et on recherche dans la table 31 une valeur de vitesse

inférieure et/ou égale la plus proche possible de la valeur Vs. Pour des valeurs absolues d' accélération latérale normalisée γ _Tn comprises entre le premier seuil Z _m et le deuxième seuil γ _max , le couple anti-roulis est déterminé par une fonction parabolique de l' accélération latérale γ _Tn - On calcule alors : a = ( 1 -pente) d b = d (pente(γ _max + Z _m ) - 2 Z _m ) c = a La consigne de couple anti-roulis C = a γτ _n + b\^ _Tn \+ c

La détermination du signe de la consigne de couple anti-roulis peut s' effectuer de la façon suivante. Si la valeur absolue de l' accélération latérale est différente de zéro, alors le signe de l' accélération latérale est égal au quotient de l' accélération latérale γ-m par la valeur absolue de l' accélération latérale . Sinon, le signe de l' accélération latérale est nul. La valeur du couple anti-roulis C peut alors être fournie par le produit de la valeur absolue du couple antiroulis par le signe de l' accélération latérale et par un paramètre d' opposition de phase valant 1 ou -1 et permettant de mettre en opposition de phase ou en phase le couple anti-roulis par rapport à l' accélération latérale.

On peut ensuite calculer par interpolation linéaire sur la vitesse la valeur finale du couple de la consigne et du couple anti-roulis, en prenant une vitesse V ₁ immédiatement inférieure à la vitesse V et une vitesse V ₁₊₁ immédiatement supérieure à la vitesse V d' où deux valeurs du couple anti-roulis C ₁ et C ₁₊₁ .

Grâce à l' invention, on obtient une correction de roulis relativement simple à mettre en œuvre et permettant une correction de roulis améliorant la sécurité du véhicule et le confort de conduite éprouvé par le conducteur en maintenant une correction nulle pour de faibles vitesses et de faibles accélérations latérales, en bornant le couple anti-roulis à un maximum pour de fortes accélérations latérales et en assurant une progressivité entre l' absence de correction et la correction maximale.