L'invention concerne le domaine des directions assistées et plus particulièrement un procédé d'activation et de désactivation progressive d'une fonction de rappel de direction dans un véhicule

Un véhicule automobile comporte généralement un système de direction permettant à un conducteur de modifier une trajectoire suivie par le véhicule. Pour cela le conducteur modifie un angle d'un volant de direction. Le volant de direction est relié à une colonne de direction, elle-même liée à une crémaillère transformant l'angle du volant de direction en un mouvement de translation permettant de modifier l'orientation des roues directrices du véhicule, et ainsi effectuer un virage à droite ou un virage à gauche. Lorsque l'angle du volant de direction est sensiblement égal à zéro, les roues directrices sont sensiblement alignées à un axe d'élongation du véhicule et le véhicule suit une trajectoire rectiligne. Par convention dans la suite du document, lorsque l'angle du volant de direction devient négatif, les roues directrices forment un angle négatif avec l'axe d'élongation du véhicule et le véhicule effectue un virage à gauche. A l'inverse, lorsque l'angle du volant de direction devient positif, les roues directrices forment un angle positif avec l'axe d'élongation du véhicule et le véhicule effectue un virage à droite. Le conducteur est aidé dans la modification de la trajectoire par un moteur d'assistance qui délivre un couple d'assistance sur la crémaillère facilitant ainsi une orientation du volant de direction.

Les roues directrices, comprenant typiquement une roue gauche et une roue droite respectivement positionnées à gauche et à droite du véhicule dans le sens de circulation, peuvent aussi être des roues motrices, c'est-à-dire agencée pour transmettre à une surface de circulation tout ou partie d'un couple d'entrainement délivré par un moteur du véhicule afin de propulser ledit véhicule. Par la suite, le terme de roue désigne une roue directrice et motrice.

Chaque roue est soumise, d'une part à une partie du couple d'entrainement et, d'autre part à des efforts de frottements liés à la trajectoire suivie et à la surface de circulation. Ainsi les efforts s'exerçant sur une roue peuvent varier d'une roue à l'autre.

Il est connu de longue date d'équiper chaque roue d'un différentiel permettant exercer une fraction différente du couple d'entrainement sur la roue droite et sur la roue gauche de manière à ce que la roue droite tourne à une vitesse différente de la roue gauche, notamment lors d'un virage. Par la suite on appellera « couple à la roue » la fraction du couple d'entrainement reçue par ladite roue. Un inconvénient bien connu du différentiel est que, en cas de perte d'adhérence, c'est-à-dire de patinage, de l'une des roues, le couple d'entrainement est totalement transféré sur cette roue, qui a donc tendance à s'emballer, tandis que l'autre roue perd sa capacité motrice.

Pour remédier à cet inconvénient, il existe des différentiels à glissement limité, ou « différentiels autobloquants ». Le différentiel à glissement limité est destiné à améliorer la motricité du véhicule en transférant le couple d'entrainement à la roue ayant la vitesse de rotation la plus faible, c'est-à-dire la roue positionnée à l'intérieur d'un virage lorsque le véhicule effectue un tournant, ou aux deux roues si elles ont une vitesse de rotation identique ou encore à la roue positionnée à l'extérieur du virage si la roue intérieure patine.

Par exemple lors d'un braquage du véhicule vers la gauche, c'est-à-dire lorsque la roue gauche est positionnée à l'intérieur du virage, la roue gauche va moins vite que la roue droite, c'est donc la roue gauche qui reçoit le couple d'entrainement. Si la roue gauche patine, sa vitesse augmente jusqu'à atteindre la vitesse de la roue droite. Le couple d'entrainement est alors transféré sur la roue droite provoquant un phénomène de couple de tirage, c'est-à-dire un phénomène d'auto-braquage vers la droite.

Le phénomène de couple de tirage apparaît également lorsque le véhicule effectue une trajectoire en ligne droite et que les roues ont une adhérence à la surface de circulation différente.

Afin de compenser ledit phénomène de couple de tirage, aussi appelé « torque steer », des constructeurs automobiles intègrent une fonction de compensation, aussi appelée « fonction de rappel de direction », permettant par l'intermédiaire du moteur d'assistance, de compenser la déviation de l'angle du volant de direction imposé par le phénomène de couple de tirage. Cette fonction a l'inconvénient d'entraîner un ressenti du comportement du véhicule non naturel pour le conducteur lorsqu'elle est appliquée en l'absence du phénomène de couple de tirage.

Il existe une solution connue permettant de détecter l'apparition du phénomène de couple de tirage en réalisant une comparaison d'au moins un couple à la roue à une valeur seuil et ainsi d'activer et de désactiver la fonction de rappel.

Cette solution propose donc une machine d'état activant ou désactivant entièrement la fonction de rappel entraînant pour le conducteur, au moment de l'activation et de la désactivation, un ressenti du comportement du véhicule non naturel. L'invention a pour but de remédier à tout ou partie des inconvénients précités en proposant un procédé d'activation et de désactivation progressive d'une fonction de rappel de direction dans un véhicule, ledit véhicule comprenant, au moins deux roues, un volant de direction, un moteur d'assistance appliquant un couple d'assistance sur une crémaillère et un moteur d'entrainement appliquant un couple à la roue sur les au moins deux roues, ledit procédé mettant en œuvre une étape de calcul d'un gain d'application comprenant une première phase de détermination d'un premier gain dépendant du couple à la roue d'au moins une des deux roues, une étape d'estimation du couple d'assistance associée à la fonction de rappel, et une étape de multiplication du couple d'assistance associée à la fonction de rappel et du gain d'application, caractérisé en ce que le procédé met également en œuvre dans l'étape de calcul du gain d'application, une deuxième phase de détermination d'un deuxième gain dépendant, d'un angle du volant de direction, et d'une différence des vitesses de rotation des au moins deux roues.

Le procédé selon l'invention permet une application progressive de la fonction de rappel de direction sur le système de direction uniquement lorsqu'un phénomène de couple de tirage apparaît. Ainsi, le procédé effectue une transition continue entre un état dans lequel la fonction de rappel est complètement active et un état dans lequel la fonction de rappel est inactive. De cette manière, un conducteur ne ressent pas l'activation ou la désactivation de la fonction de rappel.

L'application progressive est obtenue par le calcul d'un gain d'application comprenant un premier gain et un deuxième gain, chaque gain étant dépendant des paramètres du véhicule. Le gain d'application varie de manière continue.

Le premier gain est représenté par un graphique en deux dimensions avec en abscisse, le couple à au moins une roue et en ordonnée, le premier gain. Le premier gain représente une intensité du phénomène de couple de tirage.

Le deuxième gain représente une probabilité d'être dans une situation de circulation pouvant entraîner une apparition du phénomène de couple de tirage.

Ledit gain d'application est ensuite multiplié au couple d'assistance associé à la fonction de rappel de manière à déterminer un couple de rappel pondéré appliqué à une crémaillère du véhicule par le moteur d'assistance.

Selon une caractéristique de l'invention, la deuxième phase de détermination dépend de l'angle du volant de direction multiplié par le signe d'une différence des vitesses de rotation des au moins deux roues. Selon une caractéristique de l'invention, la deuxième phase de détermination dépend d'une valeur absolue de la différence des vitesses de rotation des au moins deux roues.

Ainsi, le deuxième gain est représenté par un graphique tridimensionnel.

Selon une caractéristique de l'invention, le deuxième gain est compris entre 0 et 1.

Selon une caractéristique de l'invention, le premier gain est compris entre 0 et 1.

Selon une caractéristique de l'invention, l'étape de calcul du gain d'application consiste à multiplier le premier gain et le deuxième gain.

Ainsi, lorsque l'un parmi, le premier gain ou le deuxième gain, a une valeur de 0, le gain d'application est nul et donc le couple de rappel pondéré est nul, c'est-à-dire qu'un phénomène de couple de tirage n'est pas détecté, et lorsque le premier gain et le deuxième gain ont une valeur de 1, le couple de rappel pondéré est maximal, c'est-à-dire qu'un phénomène de couple de tirage s'applique sur le véhicule.

Selon une caractéristique de l'invention, le couple à la roue est déterminé en fonction de la vitesse de rotation d'au moins une des deux roues, d'un régime moteur et d'un couple d'entrainement fourni par le moteur d'entrainement.

On appel régime moteur le nombre de rotation effectuée par le moteur d'entrainement par unité de temps.

Selon une caractéristique de l'invention, le procédé comprend une étape d'évaluation d'un gain de compensation dépendant d'une accélération latérale, d'une accélération longitudinale du véhicule, d'une vitesse de lacet et de l'angle du volant de direction.

L'accélération latérale correspond à la dérivée seconde par rapport au temps de la position instantanée du véhicule selon un axe transversal à l'axe d'élongation du véhicule, c'est-à-dire l'accélération véhicule lorsque celui-ci réalise une trajectoire en virage.

L'accélération longitudinale correspond à la dérivée seconde par rapport au temps de la position instantanée du véhicule selon l'axe d'élongation du véhicule, c'est-à-dire l'accélération véhicule lorsque celui-ci réalise une trajectoire en ligne droite.

La vitesse de lacet correspond à la vitesse d'un mouvement de rotation du véhicule autour d'un axe vertical. Le gain de compensation est un gain compris entre 0 et 1. Il est multiplié au gain d'application et au couple d'assistance associé à la fonction de rappel dans l'étape de multiplication.

Le gain de compensation vient moduler l'application de la fonction de rappel en fonction d'une situation dynamique du véhicule, c'est-à-dire une situation de sous-virage, ou de survirage. Cela permet de prendre en compte des conditions d'adhérence du véhicule à la surface de circulation.

Par exemple, lorsque le véhicule effectue une trajectoire en ligne droite sur une surface de circulation à faible adhérence telle que de la glace, les roues agrippent mal à la surface de circulation. Dans cette situation, le couple d'entrainement est élevé mais l'accélération longitudinale est faible. Il est peu probable que le phénomène de couple de tirage apparaisse, donc le gain de compensation est faible.

Si la surface de circulation est à forte adhérence telle que de l'asphalte, les roues agrippent fortement à la surface de circulation. Lorsque le véhicule effectue une trajectoire en ligne droite sur une telle surface de circulation, l'accélération longitudinale est importante. Il est probable que le phénomène de couple de tirage apparaisse, donc le gain de compensation est proche ou égal à 1.

Selon une caractéristique de l'invention, l'étape d'évaluation du gain de compensation comprend une troisième phase de détermination d'un troisième gain dépendant de l'accélération latérale, une quatrième phase de détermination d'un quatrième gain dépendant de l'accélération longitudinale, et une cinquième phase de détermination d'un cinquième gain dépendant de la valeur absolue de la vitesse de lacet, ou d'un angle théorique calculé à partir de la vitesse de lacet et d'une vitesse véhicule, ou d'une accélération latérale théorique calculée à partir de la vitesse de lacet et de la vitesse véhicule, et de l'angle volant ou d'une vitesse de lacet théorique calculée à partir de l'angle du volant de direction et de la vitesse véhicule.

Le troisième gain est représenté par un graphique en deux dimensions avec en abscisse, l'accélération latérale et en ordonnée, le troisième gain.

Le quatrième gain est représenté par un graphique en deux dimensions avec en abscisse, l'accélération longitudinale et en ordonnée, le quatrième gain.

La cinquième phase de détermination vérifie une cohérence entre l'angle du volant de direction et la vitesse de lacet.

Selon une caractéristique de l'invention, le cinquième gain dépend de l'angle du volant de direction multiplié par le signe de la vitesse de lacet, ou d'une vitesse de lacet théorique multipliée par le signe de la vitesse de lacet calculée à partir de l'angle du volant de direction et de la vitesse véhicule.

Ainsi, le cinquième gain est représenté par un graphique tridimensionnel.

L'invention porte également sur un dispositif de direction assistée d'un véhicule comprenant au moins deux roues, un volant de direction, un moteur d'assistance appliquant un couple d'assistance sur une crémaillère, un moteur d'entrainement appliquant un couple à la roue sur les au moins deux roues et mettant en œuvre un procédé d'activation et de désactivation progressive d'une fonction de rappel de direction dans un véhicule selon l'invention.

L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation selon la présente invention, donné à titre d'exemple non limitatif et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :

- la figure 1 est une représentation schématique des étapes d'un procédé selon l'invention

- la figure 2 est un graphique tridimensionnel représentant un deuxième gain selon l'invention en fonction d'un angle du volant de direction multiplié par le signe d'une différence des vitesses de rotation de deux roues du véhicule et d'une valeur absolue de la différence des vitesses de rotation des deux roues.

- la figure 3 est un graphique tridimensionnel représentant un cinquième gain selon l'invention en fonction de l'angle volant multiplié par le signe d'une vitesse de lacet du véhicule et de la valeur absolue de la vitesse de lacet.

Dans la suite de la description, on considère un véhicule comprenant un volant de direction permettant à un conducteur de modifier une trajectoire suivie par le véhicule en fonction d'un angle du volant de direction Œ _D . Le volant de direction est relié à une colonne de direction, elle-même liée à une crémaillère transformant l'angle du volant de direction Œ _D en un mouvement de translation permettant de modifier l'orientation de deux roues directrices et motrices du véhicule, et ainsi effectuer un virage à droite ou un virage à gauche.

Le conducteur est aidé dans son intention de modifier l'angle du volant de direction Œ _D par un moteur d'assistance appliquant un couple d'assistance sur la crémaillère.

La figure 1 illustre un procédé, selon l'invention, d'activation et de désactivation progressive d'une fonction de rappel de direction dans un véhicule.

La fonction de rappel permet d'appliquer un couple d'assistance CR de manière à compenser une déviation de l'angle du volant de direction Œ _D imposé par un phénomène de couple de tirage qui apparaît dans certaine situation de circulation du véhicule.

La fonction de rappel détermine lors d'une étape d'estimation 2 du couple d'assistance associée à la fonction de rappel CR, le couple d'assistance CR permettant de compenser la déviation de l'angle du volant de direction Œ _D imposé par le phénomène de couple de tirage. L'étape d'estimation 2 reçoit en entrée une vitesse véhicule Vv, l'angle du volant de direction OÎD, et une vitesse de rotation VD du volant de direction.

Par ailleurs, le procédé détermine un gain d'application G _A lors d'une étape de calcul 1 du gain d'application G _A comprenant une première phase 11 de détermination d'un premier gain Gi et une deuxième phase 12 de détermination d'un deuxième gain G ₂ .

La première phase 11 reçoit en entrée un couple d'entrainement CM fourni par un moteur d'entrainement du véhicule permettant de propulser le véhicule, un régime moteur ERPM, c'est-à-dire le nombre de rotation effectuée par le moteur d'entrainement par unité de temps, et la vitesse de rotation VR des deux roues. La première phase 11 détermine ainsi le premier gain Gi qui est représenté par un graphique en deux dimensions avec en abscisse, un couple à une roue, c'est-à-dire la fraction du couple d'entrainement CM reçu par la roue, et en ordonnée, le premier gain Gi. Le premier gain Gi représente une intensité du phénomène de couple de tirage. Il est compris entre 0 et 1.

La deuxième phase 12 reçoit en entrée la vitesse de rotation VR des deux roues et l'angle du volant de direction ŒD. La deuxième phase 12 détermine ainsi le deuxième gain G ₂ qui est représenté par un graphique tridimensionnel, tel qu'illustré en figure 2, comprenant sur un axe des abscisses une valeur absolue de la différence des vitesses de rotation IAVRI des deux roues en kilomètre par heure km/h, et sur un axe des cotes l'angle du volant de direction ŒD multiplié par le signe d'une différence des vitesses de rotation des deux roues (signeAV _R ), que l'on nommera par la suite l'angle du volant de direction ŒD signé, en degrés deg.

Plus précisément, le deuxième gain G ₂ a, dans une première zone 21, une valeur sensiblement égale à 0 lorsque le véhicule est dans une situation de circulation dans laquelle il n'y a pas de risque d'apparition du phénomène de couple de tirage.

Ainsi, on détermine que lorsque l'écart de vitesse de rotation AVR entre les roues est important (supérieur à 3km/h) et que l'angle du volant de direction Œ _D signé est négatif, il n'y a pas de risque d'apparition du phénomène de couple de tirage. Cette première zone 21 représente une situation de circulation dans laquelle le véhicule effectue un virage dans une direction, par exemple un virage sur la gauche dans un sens de circulation du véhicule, avec la roue gauche qui a une vitesse de rotation VR plus importante que la roue droite. En effet, le transfert du couple d'entrainement CM sur la roue ayant la vitesse de rotation VR la plus faible, c'est-à-dire la roue droite dans notre exemple, va favoriser le virage sur la gauche du véhicule.

Le deuxième gain G ₂ a, dans une deuxième zone 22, une valeur sensiblement égale à 0 lorsque l'angle du volant de direction Œ _D signé est sensiblement égal à 0 et a une valeur sensiblement égale à 1 lorsque l'angle du volant de direction Œ _D signé est sensiblement égal à 1. Dans la deuxième zone 22, le deuxième gain G ₂ augmente de manière continue. La deuxième zone 22 représente les situations de circulation du véhicule dans lesquelles il y a un risque d'apparition du phénomène de couple de tirage. En effet, plus l'angle du volant de direction Œ _D signé augmente, c'est-à-dire plus le véhicule effectue une trajectoire courbe, plus le risque d'apparition du phénomène de couple de tirage est important.

En outre, dans une troisième zone 23, le deuxième gain G ₂ a une valeur sensiblement égale à 0 lorsque l'écart de vitesse de rotation AVR entre les roues est faible (inférieur à 3km/h) et que l'angle du volant de direction Œ _D signé est négatif, et a une valeur croissante jusqu'à 0,8 lorsque l'écart de vitesse de rotation AVR entre les roues est égale à 0 km/h et que l'angle du volant de direction Œ _D signé est égale à -90°. La troisième zone 23 représente les situations de circulation du véhicule dans lesquelles il y a un risque moyen d'apparition du phénomène de couple de tirage. En effet, plus l'écart de vitesse entre les roues est faible, plus le phénomène de couple de tirage peut apparaître.

Le deuxième gain G _2, variant entre 0 et 1, représente une probabilité d'être dans une situation de circulation pouvant entraîner une apparition du phénomène de couple de tirage.

L'étape de calcul 1 du gain d'application GA consiste à multiplier le premier gain Gi et le deuxième gain G ₂ .

Ainsi, lorsque le premier gain Gi et/ou le deuxième gain G ₂ , a une valeur de 0, le gain d'application GA est nul, c'est-à-dire qu'un phénomène de couple de tirage n'est pas détecté, et lorsque le premier gain Gi et le deuxième gain G ₂ ont une valeur de 1, le gain d'application GA est égal à 1, c'est-à-dire que le phénomène de couple de tirage s'applique sur le véhicule.

Le procédé détermine également un gain de compensation Gc lors d'une étape d'évaluation 3 d'un gain de compensation Gc comprenant une troisième phase de détermination 33 d'un troisième gain G ₃ , une quatrième phase de détermination 34 d'un quatrième gain G ₄ et une cinquième phase 35 de détermination d'un cinquième gain G ₅ .

La troisième phase 33 reçoit en entrée une valeur de l'accélération latérale Ai _at du véhicule. La troisième phase 33 détermine ainsi le troisième gain G ₃ qui est représenté par un graphique en deux dimensions avec en abscisse, l'accélération latérale Ai _at et en ordonnée, le troisième gain G ₃ qui varie entre 0 et 1.

L'accélération latérale correspond à l'accélération véhicule lorsque celui- ci réalise une trajectoire en virage.

La quatrième phase 34 reçoit en entrée une valeur de l'accélération longitudinale Ai _on du véhicule. La quatrième phase 34 détermine ainsi le quatrième gain G ₄ qui est représenté par un graphique en deux dimensions avec en abscisse, l'accélération longitudinale Ai _on et en ordonnée, le quatrième gain G ₄ qui varie entre 0 et 1.

L'accélération longitudinale Ai _on correspond à l'accélération véhicule lorsque celui-ci réalise une trajectoire en ligne droite.

La cinquième phase 35 reçoit en entrée l'angle du volant de direction ŒD et une vitesse de lacet VL du véhicule. La cinquième phase 35 détermine ainsi le cinquième gain Gs qui est représenté par un graphique tridimensionnel, tel qu'illustré en figure 3, comprenant sur un axe des abscisses l'angle du volant de direction ŒD multiplié par le signe de la vitesse de lacet, que l'on nommera par la suite l'angle du volant de direction ŒD signé et sur un axe des cotes la valeur absolue de la vitesse de lacet IVLI du véhicule. La vitesse de lacet VL correspond à la vitesse d'un mouvement de rotation du véhicule autour d'un axe vertical.

Plus précisément, le cinquième gain Gs a, dans une première zone 24, une valeur sensiblement égale à 1 lorsque l'angle du volant de direction ŒD signé est négatif et a, dans une deuxième zone 25, une valeur sensiblement égale à 0 lorsque l'angle du volant de direction ŒD signé est positif.

La cinquième gain Gs illustre une cohérence entre l'angle du volant ŒD de direction et la vitesse de lacet VL.

Le gain de compensation Gc est la multiplication du troisième gain G ₃ , du quatrième gain G ₄ et du cinquième gain Gs. Le gain de compensation Gc est compris entre 0 et 1.

Lors d'une étape de multiplication 4, on multiplie le couple d'assistance associée à la fonction de rappel CR, avec le gain d'application GA et le gain de compensation Gc de manière à obtenir un couple de rappel pondéré CRP. Ainsi, le gain d'application GA vient moduler l'application de la fonction de rappel en fonction de l'intensité du phénomène de couple de tirage s'appliquant sur le véhicule et le gain de compensation Gc vient moduler l'application de la fonction de rappel en fonction d'une situation dynamique du véhicule, c'est-à-dire une situation de sous-virage, ou de survirage de manière à prendre en compte des conditions d'adhérence du véhicule à la surface de circulation.

Le couple de rappel pondéré CRP permet une application progressive de la fonction de rappel de direction sur le système de direction uniquement lorsqu'un phénomène de couple de tirage apparaît. Ainsi, le procédé effectue une transition continue entre un état dans lequel la fonction de rappel est complètement active, c'est-à-dire lorsque le gain d'application GA et le gain de compensation Gc sont égaux à 1, et un état dans lequel la fonction de rappel est inactive, c'est-à-dire lorsque le gain d'application GA et/ou le gain de compensation Gc sont égaux à 0. De cette manière, un conducteur ne ressent pas l'activation ou la désactivation de la fonction de rappel.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux figures annexées. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.