VEHICULES

L'invention se situe dans le domaine de la stabilisation d'un convoi de véhicules mécaniquement couplés et concerne un procédé de stabilisation par orientation d'un convoi de véhicules. L'invention concerne aussi un convoi de véhicules reliés deux à deux l'un derrière l'autre.

Il existe des convois de véhicules reliés deux à deux l'un derrière l'autre tels qu'un camion avec plusieurs remorques ou un train routier par exemple un train touristique, avec un véhicule de tête et des wagons mécaniquement couplés l'un derrière l'autre. On peut également citer des convois de véhicules libre-service. En effet, les véhicules en libre-service en milieu urbain et périurbain connaissent un essor qui croît rapidement. Il arrive fréquemment de trouver une grande concentration de véhicules dans certaines stations au détriment d'autres. Afin d'équilibrer le nombre de véhicules libre-service à toutes les stations, il est nécessaire de reconduire des véhicules libre-service depuis les stations riches en véhicules vers les stations pauvres en véhicules. Pour cela, afin de ne pas mobiliser un trop grand nombre de conducteurs, il existe la possibilité de coupler mécaniquement les véhicules libre-service prévus à cet effet et former ainsi un convoi de plusieurs véhicules, par exemple deux, trois, voire huit ou plus, le convoi étant piloté par un seul conducteur. L'invention est illustrée dans ce cas de figure mais ne se limite pas à l'application aux véhicules en libre- service et peut être appliquée à tout type de convoi de véhicules.

Ce type de convoi de véhicules présente un problème de stabilité. En effet, lors de la mise en mouvement du convoi, les véhicules reliés peuvent effectuer des oscillations latérales non souhaitées. Ces oscillations sont plus ou moins importantes selon la trajectoire du convoi et sa vitesse. Cette mise en oscillation est dangereuse, difficilement contrôlable et peut conduire à la perte complète de contrôle du convoi. A l'extrême, il peut en résulter la mise en portefeuille du convoi, c'est-à-dire qu'un des véhicules du convoi forme un angle aigu avec un autre des véhicules du convoi, tel un portefeuille replié. D'autres situations peuvent générer de telles oscillations. On peut citer notamment une trajectoire d'évitement d'obstacles successifs nécessitant le contournement des obstacles par la totalité du convoi, impliquant des oscillations des véhicules du convoi. Sur un dévers, il est également possible qu'un convoi de véhicules se déforme. De même, un fort vent latéral peut faire osciller le convoi.

Par réflexe, le conducteur du véhicule tracteur, généralement le premier véhicule du convoi ou véhicule de tête, ralentit dès qu'il perçoit une telle oscillation ou freine jusqu'à l'arrêt du convoi. Mais cette solution s'avère parfois inefficace ou alors le freinage intervient trop tard et la manœuvre se termine tout de même par une mise en portefeuille.

Il existe également des solutions mettant en œuvre un procédé de commande pour amortir les oscillations, mais ce type de solution nécessite la détection des oscillations et leur discrimination par rapport à une oscillation souhaitée par le conducteur, c'est-à-dire que le convoi de véhicules est déjà mis en oscillation et il est souvent trop tard pour effectuer une correction. Le conducteur doit donc subir un certain niveau d'oscillations. De plus, même faibles, des oscillations peuvent s'avérer dangereuses.

L'invention vise à pallier tout ou partie des problèmes cités plus haut en proposant un procédé de commande d'un convoi de véhicules reliés deux à deux l'un derrière l'autre, permettant de détecter le moindre écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence souhaitée de façon à corriger au besoin la position et/ou l'orientation de chacun des véhicules, avant l'apparition des oscillations latérales.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de stabilisation par orientation d'un convoi de véhicules reliés deux à deux l'un derrière l'autre, destiné à se déplacer sur un plan de référence selon une trajectoire de référence, le convoi de véhicules suivant une trajectoire réelle, le convoi comprenant :

• un véhicule de tête apte à se déplacer selon un axe principal, comprenant o un train avant à deux roues aptes à être orientées selon un axe d'orientation formant avec l'axe principal un angle d'orientation, o un train arrière à deux roues mobiles en rotation autour d'un axe arrière,

o un premier capteur destiné à estimer une position et une orientation du véhicule de tête,

• au moins un deuxième véhicule comprenant :

o un train avant à deux roues mobiles en rotation autour d'un axe avant,

o un train arrière à deux roues mobiles en rotation autour d'un axe arrière, l'axe avant d'un deuxième véhicule étant confondu avec l'axe arrière du véhicule qui le précède,

o une articulation configurée pour rendre le train arrière mobile en rotation autour d'un axe vertical sensiblement perpendiculaire au plan de référence par rapport au train avant,

o un deuxième capteur destiné à estimer une orientation du deuxième véhicule,

• un calculateur,

la trajectoire de référence du convoi étant composée par la trajectoire réelle du véhicule de tête et la trajectoire des deuxièmes véhicules entraînés par le véhicule de tête et auxquels n'est appliqué aucun effort extérieur, le procédé selon l'invention comprenant les étapes suivantes:

• estimation par les capteurs de la position du véhicule de tête et l'orientation des véhicules,

· détermination par le calculateur de l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence à partir des estimations des capteurs,

• si l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence est supérieur à une valeur prédéfinie, calcul par le calculateur d'un premier vecteur de commande comprenant pour chaque deuxième véhicule une première composante de correction correspondant à l'angle d'orientation à appliquer aux deux roues du train avant, multipliée par un premier coefficient compris entre 0 et 1 ,

• application du premier vecteur de commande aux deux roues du train avant de chaque deuxième véhicule de façon à minimiser l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence. Selon un mode de réalisation, les trajectoires sont représentées par des composantes comprenant la position et l'orientation du véhicule de tête et pour chaque deuxième véhicule par une orientation relative correspondant à l'orientation du deuxième véhicule par rapport à l'orientation du véhicule qui le précède, et la détermination de l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence consiste à calculer pour chaque véhicule: • la différence entre les composantes de sa trajectoire réelle et les composantes de sa trajectoire de référence,

« la différence entre la dérivée temporelle des composantes de sa trajectoire réelle et la dérivée temporelle des composantes de sa trajectoire de référence.

Selon un autre mode de réalisation, le calcul du premier vecteur de commande est réalisé au moyen d'une méthode de commande linéaire quadratique.

Selon un autre mode de réalisation, la première composante de correction de chaque deuxième véhicule est inférieure à 5 degrés.

Selon un autre mode de réalisation, chacune des deux roues du train arrière de chaque véhicule comprenant un moyen de motorisation et un frein, le procédé de stabilisation selon l'invention comprend, si l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence est supérieur à une valeur prédéfinie :

• une étape de calcul par le calculateur d'un deuxième vecteur de commande comprenant pour chaque véhicule une deuxième composante de correction à appliquer au train arrière dudit véhicule, multipliée par un deuxième coefficient compris entre 0 et 1 , la somme du premier coefficient et du deuxième coefficient étant égale à 1 , de façon à minimiser l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence,

• une étape d'application du deuxième vecteur de commande, par le moyen de motorisation et/ou le frein au train arrière dudit véhicule. Selon un autre mode de réalisation, la deuxième composante de correction comprend un couple à appliquer aux roues du train arrière dudit véhicule. Selon un autre mode de réalisation, le procédé de stabilisation selon l'invention comprend pour chaque véhicule une étape de répartition du couple à appliquer au train arrière dudit véhicule en une première force à appliquer sur une première parmi les deux roues du train arrière dudit véhicule et en une seconde force à appliquer sur une seconde parmi les deux roues du train arrière dudit véhicule.

Avantageusement, le calcul des composantes de correction est réalisé en temps réel. Selon un autre mode de réalisation, le calcul d'au moins une composante de correction est réalisé une seule fois lors d'une période prédéfinie, et la au moins une composante de correction est estimée par interpolation linéaire entre les composantes de correction adjacentes de son vecteur de commande pendant la période prédéfinie.

Selon un autre mode de réalisation, chaque deuxième véhicule comprenant un actionneur apte à appliquer sur l'articulation un effort à la rotation du train arrière par rapport au train avant dudit véhicule, le procédé de stabilisation selon l'invention comprend, si l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence est supérieur à une valeur prédéfinie :

• une étape de calcul par le calculateur d'un troisième vecteur de commande comprenant pour chaque deuxième véhicule une troisième composante de correction à appliquer sur l'articulation dudit deuxième véhicule, de façon à minimiser l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence,

• une étape d'application du troisième vecteur de commande par l'actionneur sur l'articulation dudit véhicule.

Avantageusement, le procédé de stabilisation selon l'invention comprend préalablement à l'application du vecteur de commande une étape de saturation du vecteur de commande à appliquer audit véhicule. L'invention concerne aussi un convoi de véhicules reliés deux à deux l'un derrière l'autre, destiné à se déplacer sur un plan de référence selon une trajectoire de référence, le convoi de véhicules suivant une trajectoire réelle, le convoi comprenant :

« un véhicule de tête apte à se déplacer selon un axe principal, comprenant

o un train avant à deux roues aptes à être orientées selon un axe d'orientation formant avec l'axe principal un angle d'orientation,

o un train arrière à deux roues mobiles en rotation autour d'un axe arrière,

o un premier capteur destiné à estimer une position et une orientation du véhicule de tête,

• au moins un deuxième véhicule comprenant :

o un train avant à deux roues mobiles en rotation autour d'un axe avant,

o un train arrière à deux roues mobiles en rotation autour d'un axe arrière, l'axe avant d'un deuxième véhicule étant confondu avec l'axe arrière du véhicule qui le précède,

o une articulation configurée pour rendre le train arrière mobile en rotation autour d'un axe vertical sensiblement perpendiculaire au plan de référence par rapport au train avant,

o un deuxième capteur destiné à estimer une orientation du deuxième véhicule,

· un calculateur,

le convoi étant configuré pour mettre en œuvre un tel procédé de stabilisation.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel :

- la figure 1 a représente schématiquement un mode de réalisation d'un convoi de véhicules selon l'invention, - la figure 1 b représente schématiquement un véhicule en vue de dessus selon l'invention,

- la figure 1 c représente schématiquement un convoi à trois véhicules en vue de dessus selon l'invention,

- la figure 2 représente schématiquement les étapes d'un mode de réalisation d'un procédé de commande selon l'invention,

- la figure 3 représente schématiquement les étapes d'un autre mode de réalisation d'un procédé de commande selon l'invention,

- la figure 4 représente schématiquement les étapes d'un autre mode de réalisation d'un procédé de commande selon l'invention,

- la figure 5 représente schématiquement les étapes d'un autre mode de réalisation d'un procédé de commande selon l'invention,

- la figure 6 représente une équation donnant l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence du convoi de véhicule.

Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures.

Dans la description, l'invention est décrite avec l'exemple d'un train constitué de trois véhicules. Cependant, l'invention est applicable un train comprenant plus généralement une pluralité de véhicules, c'est-à-dire au moins un véhicule de tête et un véhicule suiveur ou plusieurs véhicules suiveurs les uns derrière les autres. Par véhicule suiveur, on comprend un véhicule pouvant être avantageusement aussi un véhicule de tête, mais le véhicule suiveur peut également être passif, c'est-à-dire sans capacité de pilotage, par exemple une remorque.

La figure 1a représente schématiquement un mode de réalisation d'un convoi 10 de véhicules selon l'invention. Le convoi 10 comprend des véhicules 1 1 , 12 reliés deux à deux l'un derrière l'autre, destiné à se déplacer sur un plan de référence 13 selon une trajectoire de référence, le convoi 10 de véhicules suivant une trajectoire réelle. Le convoi 10 comprend un véhicule de tête 1 1 apte à se déplacer selon un axe principal 1 6, comprenant un train avant 14 à deux roues 17, 18 aptes à être orientées selon un axe d'orientation 22 formant avec l'axe principal 1 6 un angle d'orientation 25, un train arrière 15 à deux roues 19, 20 mobiles en rotation autour d'un axe arrière 27, un premier capteur 7 destiné à mesurer une position et une orientation du véhicule de tête 1 1 . Le terme premier capteur est à prendre au sens large. Le premier capteur 7 peut être un capteur de mesure, par exemple un GPS ou une centrale inertielle, mais il peut aussi s'agir d'un moyen d'estimation de la position et de l'orientation du véhicule de tête 1 1 , permettant de faire une estimation basée sur la rotation des roues et les angles de braquage, éventuellement avec l'aide d'un gyromètre. Le convoi 10 comprend au moins un deuxième véhicule 12 comprenant un train avant 14 à deux roues mobiles 17, 18 en rotation autour d'un axe avant 28, un train arrière 15 à deux roues 19, 20 mobiles en rotation autour d'un axe arrière 27, l'axe avant 28 d'un deuxième véhicule 12 étant confondu avec l'axe arrière 27 du véhicule qui le précède, une articulation 21 configurée pour rendre le train arrière 15 mobile en rotation autour d'un axe vertical sensiblement perpendiculaire au plan de référence 13 par rapport au train avant 14, l'axe perpendiculaire au train arrière 15 formant alors un angle 26 avec l'axe principal 1 6, un deuxième capteur 8 destiné à estimer ou mesurer une orientation du deuxième véhicule 12, un calculateur 9. La figure 1 b représente schématiquement un véhicule 12 en vue de dessus selon l'invention. Cette représentation permet de visualiser les mobilités possibles du véhicule 12. Les roues 17, 18 du train avant 14 sont orientables d'un angle d'orientation 25. L'articulation 21 permet de faire pivoter le train arrière 15 par rapport au train avant 14, en le faisant tourner autour de l'axe vertical sensiblement perpendiculaire au plan de référence 13.

Le véhicule de tête 1 1 ne dispose pas nécessairement d'articulation 21 puisqu'il s'agit du véhicule tracteur et par conséquent, il ne nécessite pas de mobilité en rotation du train arrière par rapport au train avant. Cependant, l'invention s'applique de manière similaire à un véhicule de tête 1 1 avec une articulation 21 . Il est même avantageux d'avoir un véhicule de tête 1 1 identique aux deuxièmes véhicules 12. En d'autres termes, tous les véhicules sont avantageusement identiques. Et dans un cas d'application cité, dans une station libre-service de véhicules, le conducteur peut utiliser n'importe quel véhicule 12 en tant que véhicule de tête 1 1 , facilitant ainsi l'aspect logistique de la flotte de véhicules. Dans ce cas, ou dans le cas d'un véhicule isolé c'est-à-dire utilisé seul, le véhicule 12 servant de véhicule de tête a son articulation 21 bloquée. En d'autres termes, l'articulation 21 est configurée de telle sorte que l'angle 26 soit nul.

Les véhicules 1 1 , 12 peuvent également comprendre chacun un vérin 29 positionné au niveau de l'articulation 21 apte à intervenir sur le mouvement de rotation du train arrière par rapport au train avant.

La figure 1 c représente schématiquement le convoi 10 à trois véhicules en vue de dessus selon l'invention. En mode convoi de véhicules, les véhicules 1 1 , 12 sont liés mécaniquement, rigidement, à une élasticité de très grande raideur près, pour une question de réalisabilité. Les liaisons intervéhicules 30 sont telles que l'axe arrière 27 du train arrière du véhicule qui précède est confondu avec l'axe avant 28 du train avant du véhicule considéré. Par exemple, l'axe arrière 27 du train arrière du véhicule 1 1 est confondu avec l'axe avant 28 du train avant du véhicule 12 relié au véhicule 1 1 . Les roues avant 17, 18 du véhicule de tête 1 1 peuvent être orientées de manière à diriger le convoi 10 de véhicules. Les roues avant 17, 18 des deuxièmes véhicules 12 sont nominalement configurées telle que l'angle 25 soit nul, c'est-à-dire que les roues avant 17, 18 sont orientées selon l'axe principal 16, mais éventuellement les roues 17, 18 peuvent être orientées suivant un petit angle à des fins de stabilisation du convoi, comme expliqué plus loin. La trajectoire de référence du convoi est composée par la trajectoire réelle du véhicule de tête 1 1 et la trajectoire des deuxièmes véhicules 12 entraînés par le véhicule de tête 1 1 et auxquels n'est appliqué aucun effort extérieur. En d'autres termes, la trajectoire de référence est décrite par la trajectoire du véhicule de tête 1 1 et la trajectoire des deuxièmes véhicules 12 qui suivent le véhicule de tête 1 1 comme ils peuvent, sans contraintes ni efforts extérieurs. La trajectoire de référence est issue de la cinématique et représente une configuration unique. Avantageusement, le calculateur 9 est positionné dans le véhicule de tête 1 1 et communique par voie filaire ou sans fil avec les capteurs 7, 8. Pour les mêmes raisons mentionnées précédemment, il est avantageux d'avoir un véhicule de tête 1 1 identique aux deuxièmes véhicules 12, auquel cas chaque véhicule 1 1 , 12 peut comprendre un calculateur 9. Les calculateurs 9 de chaque véhicule peuvent calculer une trajectoire et communiquer entre eux, par voie filaire ou sans fil.

La figure 2 représente schématiquement les étapes d'un mode de réalisation d'un procédé de commande selon l'invention. Le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes. Tout d'abord, le procédé comprend une étape 100 d'estimation par les capteurs 7, 8 de la position du véhicule de tête 1 1 et l'orientation des véhicules 1 1 , 12. Comme expliqué précédemment, les capteurs 7, 8 peuvent être des moyens d'estimation permettant d'estimer la position et l'orientation des véhicules. Ils peuvent aussi être des capteurs de mesure, auquel cas l'étape 100 d'estimation correspond à une étape de mesure de la position et l'orientation des véhicules. Dans ce cas, le capteur 7 mesure la position du véhicule de tête 1 1 et chacun des capteurs 8 mesure la position et l'orientation du véhicule 1 1 , 12 auquel il est associé. Ces informations de position et d'orientation sont transmises, par voie filaire ou sans fil, au calculateur 9. Ensuite, le procédé selon l'invention comprend une étape 101 de détermination par le calculateur 9 de l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence à partir des estimations des capteurs 7, 8. Le calculateur 9 est configuré pour déterminer la trajectoire de référence à partir de la trajectoire du véhicule de tête 1 1 et d'équations cinématiques. Suite à l'étape 100, le calculateur 9 est apte à calculer la trajectoire réelle du convoi 10 à partir de la position et l'orientation des deuxièmes véhicules 12.

La figure 6 représente une équation donnant l'écart 50 entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence du convoi de véhicule. L'indice « ref » fait référence à la trajectoire de référence. Le vecteur 51 noté h est un vecteur comprenant l'orientation d'un véhicule et sa position, h indice « ref » est donc le vecteur comprenant l'orientation et la position d'un véhicule pour sa trajectoire de référence et h est le vecteur comprenant l'orientation et la position d'un véhicule pour sa trajectoire réelle. L'angle 52 est la différence d'orientation 26 du véhicule considéré par rapport au véhicule précédent. Par exemple pour le deuxième véhicule 12 en deuxième position du convoi, l'angle 52 correspond à la différence d'orientation 26 de ce deuxième véhicule par rapport à son précédent, c'est-à-dire le véhicule de tête 1 1 . L'angle 52 prend donc pour valeur la différence entre l'angle 26 du deuxième véhicule 12 et l'angle 26 du véhicule de tête 1 1 . L'écart 50 est ainsi calculé en considérant deux à deux tous les véhicules 1 1 , 12 du convoi 10.

La partie 53 de l'écart 50 correspond aux valeurs citées précédemment et la partie 54 de l'écart 50 correspond aux dérivées temporelles des valeurs citées précédemment. Ainsi les trajectoires sont représentées par des composantes 53 comprenant la position et l'orientation du véhicule de tête 1 1 et pour chaque deuxième véhicule 12 par une orientation relative correspondant à l'orientation du deuxième véhicule 12 par rapport à l'orientation du véhicule qui le précède, et la détermination de l'écart 50 entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence consiste à calculer pour chaque véhicule la différence entre les composantes de sa trajectoire réelle et les composantes de sa trajectoire de référence (partie 53) et la différence entre la dérivée temporelle des composantes de sa trajectoire réelle et la dérivée temporelle des composantes de sa trajectoire de référence (partie 54).

Ainsi, la configuration du convoi est représentée par l'orientation et la position de chaque véhicule, et plus précisément, pour chacun des deuxièmes véhicules 12 par son orientation relative par rapport au véhicule qui le précède. Si l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence est non nul ou bien supérieur à une valeur prédéfinie, le procédé comprend une étape 102 de calcul par le calculateur 9 d'un premier vecteur de commande comprenant pour chaque deuxième véhicule 12 une première composante de correction correspondant à l'angle d'orientation 25 à appliquer aux deux roues 17, 18 du train avant 14. Le premier vecteur de commande permet d'utiliser les roues directrices 17, 18 disposées à l'avant de chaque deuxième véhicule 12. La modification de la direction des roues directrices 17, 18 permet d'appliquer par réaction des efforts latéraux au niveau de la connexion liant deux véhicules consécutifs du convoi 10. En fonctionnement nominal, les axes de rotation 27 du train arrière 15 du véhicule précédent et les axes de rotation 28 des roues du train avant du véhicule suiveur sont confondus. Une modification de la direction des roues directrices 17, 18 détruit cette colinéarité et entraîne un dérapage relatif. Cependant, dans l'hypothèse où l'orientation des roues 17, 18, c'est- à-dire la valeur de la première composante de correction, est faible, ce dérapage reste tolérable, par exemple inférieure à 15 degrés. Avantageusement, la première composante de correction de chaque deuxième véhicule est inférieure à 5 degrés.

A partir du vecteur d'erreur 50, le procédé selon l'invention cherche à déterminer un angle de consigne, ou de commande, pour au moins un des deuxièmes véhicules 12. Le procédé selon l'invention utilise une méthode globale permettant de calculer un correcteur sous forme de produit d'une matrice par le vecteur d'erreur 50, le résultat du calcul étant les angles d'orientation 25 de tous les deuxièmes véhicules. Et le calcul du premier vecteur de commande (étape 102) est réalisé au moyen d'une méthode de commande linéaire quadratique (étape 106). Cette méthode nécessite le choix d'un point (ou état ou configuration et vitesse) de fonctionnement autour duquel le système est linéarisé. Il est suffisant, pour simplifier les calculs, de choisir une linéarisation autour d'une configuration telle que tous les véhicules sont alignés et à la vitesse proche de celle du convoi réel. L'invention se base donc sur une représentation vectorielle et matricielle du convoi de véhicule.

Le modèle cinématique du convoi peut être représenté par un ensemble de contraintes en imposant la vitesse longitudinale au véhicule de tête, qu'il n'y a pas de vitesse latérale au niveau des roues et qu'il y a la même vitesse en translation au niveau de l'articulation de deux véhicules successifs. Le modèle cinématique permet de déterminer les torseurs cinématiques de chaque véhicule, chaque torseur cinématique comprenant la vitesse angulaire du véhicule et un vecteur vitesse de translation 2D.

Le modèle dynamique est construit de manière modulaire en considérant tous les véhicules comme des solides rigides couplés par des contraintes dynamiques. Ici, le modèle dynamique n'inclut pas de modèle de comportement roue-sol longitudinal, considéré comme parfait. Seul un modèle de comportement roue-sol latéral est considéré. Le modèle dynamique permet de déterminer les torseurs dynamiques de chaque véhicule, chaque torseur dynamique comprenant le moment du véhicule et un vecteur vitesse force 2D. En écrivant les équations dynamiques d'un convoi de véhicules et en prenant en compte les équations dynamiques associées au contact sol-roue, les contraintes sur les torseurs d'effort et les contraintes cinématiques, et en linéarisant les équations résultantes, on obtient le modèle dynamique linéarisé. Il est alors possible de calculer le premier vecteur de commande à l'aide d'une méthode de commande linéaire quadratique.

Le calcul des premières composantes de correction peut être réalisé en temps réel. Alternativement, afin d'assurer un réglage à toutes vitesses et en remarquant que, pour deux vitesses nominales, dont l'une est moitié de l'autre, les coefficients du premier vecteur de commande ne sont pas trop éloignés, on peut envisager d'appliquer une interpolation linéaire par morceaux entre ces coefficients en fonction de la vitesse. Autrement dit, le calcul d'au moins une première composante de correction peut être réalisé une seule fois lors d'une période prédéfinie, et la au moins une composante de correction est estimée par interpolation linéaire entre les composantes de correction adjacentes de son vecteur de commande pendant la période prédéfinie. L'interpolation linéaire permet de limiter le temps de calcul du premier vecteur de commande. Ce gain de temps de calcul est très important puisque l'application des corrections de trajectoire à apporter au convoi 10 doit être très réactive afin de corriger la trajectoire dès qu'un moindre écart apparaît. Pour chaque deuxième véhicule 12, la première composante de correction correspondant à l'angle d'orientation 25 à appliquer aux deux roues 17, 18 du train avant 14 est multipliée par un premier coefficient compris entre 0 et 1 . La pondération par le premier coefficient est destinée à coupler le premier vecteur de commande à un deuxième vecteur de commande, comme expliqué plus loin. La méthode de commande linéaire quadratique ne traite pas la limitation des angles d'orientation 25. Un dernier étage de saturation borne la commande en fonction de vitesses et amplitudes d'orientation maximales. Le procédé selon l'invention comprend donc avantageusement une étape 103 de saturation du premier vecteur de commande à appliquer audit véhicule.

Pour finir, le procédé comprend une étape 104 d'application du premier vecteur de commande aux deux roues du train avant de chaque deuxième véhicule de façon à minimiser l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence. Il s'agit donc de l'application du premier vecteur de commande tel qu'initialement calculé auquel chaque composante calculée, c'est-à-dire les premières composantes de correction, a été multipliée par le premier coefficient, puis saturé.

Ainsi, à partir de l'écart 50, le procédé selon l'invention permet d'obtenir une correction sous forme d'un angle d'orientation des roues d'un, deux ou plusieurs deuxièmes véhicules 12. Les roues de tous les deuxièmes véhicules peuvent donc recevoir une commande de correction de leur angle d'orientation.

La figure 3 représente schématiquement les étapes d'un autre mode de réalisation d'un procédé de commande selon l'invention. Ce mode de réalisation est décrit sur cette figure comme un mode de réalisation isolé et indépendant du mode de réalisation présenté à la figure 2. Nous verrons plus loin que ce mode de réalisation du procédé de commande peut également être mis en œuvre en combinaison, successivement ou parallèlement, avec le mode de réalisation présenté à la figure 2.

Tout d'abord, et similairement au mode de réalisation présenté à la figure 2, le procédé comprend une étape 100 d'estimation (ou de mesure) par les capteurs 7, 8 de la position du véhicule de tête 1 1 et l'orientation des véhicules 1 1 , 12. Le capteur 7 estime (ou mesure) la position du véhicule de tête 1 1 et chacun des capteurs 8 estime (ou mesure) la position et l'orientation du véhicule 8 auquel il est associé. Ces informations de position et d'orientation sont transmises, par voie filaire ou sans fil, au calculateur 9. Ensuite, le procédé selon l'invention comprend une étape 101 de détermination par le calculateur 9 de l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence à partir des estimations ou mesures des capteurs 7, 8. Le calculateur 9 est configuré pour déterminer la trajectoire de référence à partir de la trajectoire du véhicule de tête 1 1 et d'équations cinématiques. Suite à l'étape 100, le calculateur 9 est apte à calculer la trajectoire réelle du convoi 10 à partir de la position et l'orientation des deuxièmes véhicules 12.

Dans le mode de réalisation du procédé présenté sur la figure 3, chacune des deux roues 19, 20 du train arrière 15 de chaque véhicule 1 1 , 12 comprend un moyen de motorisation et un frein. Les moyens de motorisation sont indépendants et le frein de chaque roue peut être piloté indépendamment. Si l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence est non nul ou supérieur à une valeur prédéfinie, le procédé selon l'invention comprend une étape 202 de calcul par le calculateur 9 d'un deuxième vecteur de commande comprenant pour chaque véhicule 1 1 , 12 une deuxième composante de correction à appliquer au train arrière 15 dudit véhicule. Ainsi, au niveau de chaque liaison inter-véhicule, on peut commander la force de propulsion ou de freinage ainsi que le moment via une combinaison adaptée de couple moteur et de couple frein. La deuxième composante de correction comprend un couple à appliquer aux roues du train arrière dudit véhicule.

Le deuxième vecteur de commande est calculé en suivant la même approche que celle du calcul du premier vecteur de commande. Par la résolution des équations mentionnées précédemment, il est alors possible de calculer le deuxième vecteur de commande à l'aide d'une méthode de commande linéaire quadratique. Dans ce cas, le deuxième vecteur de commande correspond à un couple à appliquer au train arrière des véhicules.

Grâce à la mise en équation choisie, en linéarisant les systèmes d'équations, il est ainsi possible d'obtenir deux vecteurs de commande, l'un pour l'orientation des roues avant des véhicules, l'autre pour le couple à appliquer au train arrière des véhicules. Cette méthode de calcul est avantageuse puisqu'elle permet d'apporter deux types de correction différentes qui peuvent être combinés ou bien utilisés séparément, c'est-à- dire appliqués en même temps ou successivement, ou bien un type de correction peut être désactivé sans pour autant désactiver l'autre type de correction.

Le procédé selon l'invention comprend pour chaque véhicule une étape 205 de répartition du couple à appliquer au train arrière 15 dudit véhicule en une première force à appliquer sur une première parmi les deux roues du train arrière 15 dudit véhicule et en une seconde force à appliquer sur une seconde parmi les deux roues du train arrière 15 dudit véhicule.

Le procédé selon l'invention peut apporter une correction correspondant à la commande qui calcule une force de translation et un moment de rotation de consigne qui se traduisent par des couples sur les roues, pouvant être positifs ou négatifs indépendamment. L'activation du moyen de motorisation et/ou du frein d'au moins une roue du train arrière se fait pour répondre aux besoins de correction de trajectoire à apporter au convoi de véhicules. Autrement dit, l'activation du moyen de motorisation et/ou du frein d'au moins une roue du train arrière, qui résulte du calcul du deuxième vecteur de commande, peut intervenir pour corriger la vitesse, l'accélération ou décélération du convoi, mais aussi cette activation peut intervenir pour réduire l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence du convoi de véhicules, donc pas nécessairement pour une correction en termes de vitesse ou variations de vitesse, mais simplement en termes de positionnement des véhicules.

Les limitations ou saturations de commandes doivent prendre en compte les aspects de dissymétrie pour une même roue entre le couple moteur maximal (assuré par le moyen de motorisation de la roue dont le couple maximal diminue en fonction de la vitesse) et le couple maximal résistant, dépendant principalement du freinage, plus important en valeur absolue. Les limitations ou saturations de commandes doivent aussi prendre en compte les aspects de gestion de couplage entre propulsion (c'est-à-dire une force longitudinale) et moment pour la stabilisation du convoi 10. Il est choisi de privilégier la stabilisation, soit le moment calculé par le calculateur. Une fois cette valeur de moment calculée, elle est répartie au mieux sur les deux roues en fonction des saturations, gérées sur chaque roue. La commande en propulsion est calculée dans un second temps, ce qui implique que le convoi de véhicules peut être freiné ou ralenti si la stabilisation le nécessite même si en termes de propulsion, il faudrait accélérer. Le calcul des deuxièmes composantes de correction peut être réalisé en temps réel. Alternativement, afin d'assurer un réglage à toutes vitesses et en remarquant que, pour deux vitesses nominales, dont l'une est moitié de l'autre, les coefficients du deuxième vecteur de commande ne sont pas trop éloignés, on peut envisager d'appliquer une interpolation linéaire par morceaux entre ces coefficients en fonction de la vitesse. Autrement dit, le calcul d'au moins une deuxième composante de correction peut être réalisé une seule fois lors d'une période prédéfinie, et la au moins une composante de correction est estimée par interpolation linéaire entre les composantes de correction adjacentes de son vecteur de commande pendant la période prédéfinie. L'interpolation linéaire permet de limiter le temps de calcul du premier vecteur de commande. Ce gain de temps de calcul est très important puisque l'application des corrections de trajectoire à apporter au convoi 10 doit être très réactive afin de corriger la trajectoire dès qu'un moindre écart apparaît.

Pour chaque véhicule, la deuxième composante de correction à appliquer au train arrière 15 est multipliée par un deuxième coefficient compris entre 0 et 1 , la somme du premier coefficient et du deuxième coefficient étant égale à 1 . La pondération par le deuxième coefficient est destinée à coupler le deuxième vecteur de commande au premier vecteur de commande, comme mentionné précédemment. Plus précisément, le procédé de commande peut consister en une combinaison linéaire du premier et du deuxième vecteurs de commande. Les valeurs prises par les premier et deuxième coefficients permettent de combiner les deux corrections à apporter (sur l'orientation des roues du train avant et sur le couple et le freinage à appliquer au train arrière). La combinaison linéaire de ces deux corrections permet de privilégier l'une des deux corrections, par exemple l'orientation des roues 17, 18 en donnant au premier coefficient une valeur plus proche de 1 . Les valeurs attribuées aux premier et deuxième coefficients sont ajustables au cours du temps, selon le type de correction souhaitée, selon que l'on souhaite mettre l'accent sur l'orientation des roues du train avant ou sur le couple et/ou freinage du train arrière. Cette combinaison linéaire permet également de déconnecter l'une des corrections, en attribuant une valeur nulle au coefficient associé. Par exemple, si on ne souhaite pas modifier l'orientation des roues du train des deuxièmes véhicules, il suffit de fixer le premier coefficient à 0. Enfin, la combinaison des deux corrections permet une correction de trajectoire plus efficace puisqu'elle associe deux correcteurs, à la fois l'angle d'orientation des roues et le couple à appliquer au train arrière, ce qui permet au convoi de véhicule de rester au plus près de la trajectoire de référence en termes de positionnement et vitesse.

Un dernier étage de saturation borne la commande en fonction du couple maximal. Le procédé selon l'invention comprend donc avantageusement une étape 203 de saturation du deuxième vecteur de commande à appliquer audit véhicule.

Pour finir, le procédé comprend une étape 204 d'application du deuxième vecteur de commande, par le moyen de motorisation et/ou le frein au train arrière dudit véhicule, de façon à minimiser l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence. Il s'agit donc de l'application du deuxième vecteur de commande tel qu'initialement calculé auquel chaque composante calculée, c'est-à-dire les deuxièmes composantes de correction, a été multipliée par le deuxième coefficient, puis saturé.

La figure 4 représente schématiquement les étapes d'un autre mode de réalisation d'un procédé de commande selon l'invention. Ce mode de réalisation est décrit sur cette figure comme un mode de réalisation isolé et indépendant des modes de réalisation présentés aux figures 2 et 3. Nous verrons plus loin que ce mode de réalisation du procédé de commande peut également être mis en œuvre en combinaison, successivement ou parallèlement, avec le mode de réalisation présenté à la figure 2 et/ou le mode de réalisation présenté à la figure 3. Dans ce mode de réalisation, chaque deuxième véhicule 12 comprend un actionneur apte à appliquer sur l'articulation 21 un effort résistant à la rotation du train arrière 15 par rapport au train avant 14 dudit véhicule. Le procédé comprend, si l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence est non nul ou supérieur à une valeur prédéfinie, une étape 302 de calcul par le calculateur 9 d'un troisième vecteur de commande comprenant pour chaque deuxième véhicule 12 une troisième composante de correction à appliquer sur l'articulation 21 dudit deuxième véhicule, de façon à minimiser l'écart entre la trajectoire réelle et la trajectoire de référence.

Cette correction repose sur un vérin piloté en effort résistant. Il s'agit d'un actionneur passif, ayant pour avantage de consommer peu d'énergie. Contrairement à un actionneur actif, ce vérin n'applique pas un effort requis, mais seulement un effort résistant au mouvement, égal à l'effort souhaité lorsque le mouvement est effectif, et inférieur à l'effort souhaité (voire nul) lorsqu'il n'y a plus de mouvement. On peut, de manière simplifiée, représenter ce contrôle comme un frottement sec dont la valeur d'effort maximum est pilotée.

Comme ce contrôle est en essence passif, appliquer une méthode de commande linéaire quadratique est très conservatif : les gains sont trop faibles et pas suffisants pour stabiliser le convoi. Il est préférable de mettre en œuvre un contrôleur diagonal, la commande étant proportionnelle à l'erreur sur l'articulation correspondante, avec de grands gains.

En lien avec cette caractéristique, une difficulté doit être traitée. Dans le cas où l'articulation tend à se déplacer dans le même sens que le moment résistant, le calculateur doit annuler la commande afin de ne pas empêcher un mouvement dans le sens de la correction souhaitée. Cela nécessite la mise en place d'un détecteur de sens de mouvement (pour chaque articulation, pouvant être réalisé de différentes manières : en utilisant une mesure de vitesse ou bien d'effort ou de pression (dans le cas d'un vérin hydraulique ou pneumatique), les deux dernières solutions (effort ou pression) étant les mieux adaptées au problème.

L'action du vérin n'est donc pas d'agir de sorte que l'angle 26 soit compris entre une valeur minimale et une valeur maximale autorisées, mais d'appliquer un effort résistant au mouvement. L'effort résistant appliqué n'est pas nécessairement en lien avec l'angle 25 d'orientation des roues 17, 18. L'effort résistant appliqué peut être notamment déterminé par le type de vérin utilisé. Par exemple, le vérin peut être de type hydraulique, avec un clapet maintenu par un ressort. On applique alors une pression sur le clapet et au- delà d'une certaine pression prédéfinie, le clapet se déplace et il y a mouvement du vérin. La pression peut être appliquée dans un sens ou dans un autre.

Un dernier étage de saturation borne la commande en fonction de l'amortisseur maximal. Le procédé selon l'invention comprend donc avantageusement une étape 303 de saturation du troisième vecteur de commande à appliquer audit véhicule.

Enfin, le procédé comprend une étape 304 d'application du troisième vecteur de commande par l'actionneur sur l'articulation dudit véhicule.

La figure 5 représente schématiquement les étapes d'un autre mode de réalisation d'un procédé de commande selon l'invention. Cette figure illustre les combinaisons possibles entre les différents modes de réalisation d'un procédé de commande. Chaque mode de réalisation peut être mis en œuvre individuellement. Ou bien il est possible d'en cumuler deux, par exemple le calcul du premier vecteur de commande et le calcul du deuxième vecteur de commande ou le calcul du premier vecteur de commande et le calcul du troisième vecteur de commande, ou encore le calcul du deuxième vecteur de commande et le calcul du troisième vecteur de commande, ou même les trois (avec application du/des coefficient(s) multiplicateur(s) et de la saturation) pour appliquer au(x) véhicule(s) les vecteurs de commande correspondants. Ainsi combinées, les trois approches se complètent sans qu'il soit nécessaire de privilégier l'une ou l'autre. Par exemple, en cas de perte d'adhérence, c'est principalement le vérin qui assure la stabilisation du convoi de véhicules sans qu'il soit nécessaire de modifier la loi de commande. On peut noter que l'actionnement du vérin étant passif, il s'additionne aux autres corrections. C'est ce qui explique l'absence de coefficient entre 0 et 1 , contrairement aux corrections correspondant au premier et deuxième vecteurs de commande.

Il en résulte un contrôle plus complet du convoi, bien adapté aux écarts des véhicules par rapport à la trajectoire de référence, plus réactif et donc plus efficace. L'invention repose sur le fait que le convoi n'entre pas en oscillation. En effet, les oscillations ne peuvent pas se développer puisque dès qu'un moindre écart est détecté, le procédé de commande est immédiatement mis en œuvre.

L'invention concerne aussi un convoi configuré pour mettre en œuvre un procédé de commande tel que décrit précédemment. Plus précisément, le calculateur 9 est configuré pour mettre en œuvre un tel procédé. Pour des raisons de facilité de logistique, il est intéressant que tous les véhicules soient identiques, mais on peut noter que la présence d'un calculateur dans chaque véhicule n'est pas obligatoire. L'invention s'applique avec au moins un calculateur 9 dans le véhicule de tête. Dans ce cas, les capteurs des deuxièmes véhicules communiquent leurs données au calculateur 9.