EP1963115A1 - Systeme de commande de roulis d'un vehicule - Google Patents

Systeme de commande de roulis d'un vehicule

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Publication number
EP1963115A1
EP1963115A1 EP06842127A EP06842127A EP1963115A1 EP 1963115 A1 EP1963115 A1 EP 1963115A1 EP 06842127 A EP06842127 A EP 06842127A EP 06842127 A EP06842127 A EP 06842127A EP 1963115 A1 EP1963115 A1 EP 1963115A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
distribution
roll
stiffness
setpoint
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06842127A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Richard Pothin
Stéphane Guegan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP1963115A1 publication Critical patent/EP1963115A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
    • B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
    • B60G21/055—Stabiliser bars
    • B60G21/0551—Mounting means therefor
    • B60G21/0553—Mounting means therefor adjustable
    • B60G21/0555—Mounting means therefor adjustable including an actuator inducing vehicle roll
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/0195—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the regulation being combined with other vehicle control systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
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    • B60G2400/104—Acceleration; Deceleration lateral or transversal with regard to vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
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    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/40—Steering conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/90—System Controller type
    • B60G2800/91—Suspension Control
    • B60G2800/912—Attitude Control; levelling control
    • B60G2800/9123—Active Body Control [ABC]

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling an active anti-roll system of a vehicle, intended to reduce the risks of detachment of one of the wheels inside the turn and overturning of the vehicle, for the purpose of improve the behavior of the vehicle, thus the safety of the driver and the comfort of driving.
  • a motor vehicle is designed to exhibit the most stable behavior possible regardless of the driver's request, particularly in terms of turning the steering wheel, or the state of adhesion of the road.
  • certain driving situations may cause one or both inner wheels to detach during cornering, sometimes until the vehicle overturns. Such situations are all the more likely that the center of gravity of the vehicle is high and that its path, which is the space between the two wheels of the same axle, is small.
  • An anti-roll system makes it possible, among other things, to improve the behavior of vehicles in these delicate situations, for example when cornering.
  • it generally comprises a central control unit receiving a sensor information on the lateral acceleration ⁇ ⁇ of the vehicle, and another sensor information on the speed of the wheels to determine the speed V of the vehicle.
  • It also comprises actuators capable of acting on the stiffness of the suspension disposed between the chassis and each of the four wheels respectively, or on that of anti-roll bars at the front and rear axles. These actuators may comprise hydraulic or electric cylinders that can modify the stiffness of the suspension or activated suspension elements with controlled stiffness.
  • a first object of the invention is a control method of an active anti-roll system for a motor vehicle, equipped with actuators acting on the stiffness of anti-roll bars at the front and rear axles and driven by an electronic central unit, in particular as a function of the lateral acceleration of the vehicle, characterized in that it determines the total anti-roll torque to be applied to the front and rear axles, resulting from the optimum stiffness distribution between the two trains calculated so that one of the two wheels inside the turn has a minimum load which prevents its detachment and corresponding to the desired setpoint established according to the transverse acceleration, the speed and the static gain of the vehicle during a steering wheel stroke.
  • the method calculates the maximum value of the stiffness distribution on the front and rear axle respectively, as a function of the lateral and longitudinal accelerations. of the vehicle, which provides a minimum load on said front wheel, respectively rear.
  • the determined total anti-roll torque is distributed between the two front and rear trains according to the optimal stiffness distribution corresponding to one of the two front inner wheels or rear considered and obtained by saturating the setpoint of the distribution of the stiffness, established according to the transverse acceleration, the speed and the static gain of the vehicle, by the maximum value of the distribution preventing the detachment of said wheel.
  • the determined total anti-roll torque is applied to the rear axle according to the optimal rear stiffness distribution, corresponding to the one of the two front or rear inner wheels considered and obtained by saturation of the stiffness distribution setpoint, established as a function of the transverse acceleration, the speed and the static gain of the vehicle, by the maximum value preventing the detachment of said wheel.
  • the determined total anti-roll torque is applied to the front axle according to the optimum rear stiffness distribution corresponding to the one of the two inner wheels front or rear considered and obtained from the instruction distribution of the stiffness at the front saturated by the maximum value of distribution of the stiffness preventing the detachment of said wheel.
  • a second object of the invention is a device for controlling an active anti-roll system for a vehicle, comprising an electronic central unit driving actuators acting on the stiffness of the anti-roll bars, characterized in that it comprises:
  • the means for calculating the anti-roll total torque setpoint to be applied to the anti-roll system actuators also calculate the distribution setpoint of the anti-roll system. the stiffness applied to the front and rear axles of the vehicle.
  • the means for avoiding the detachment of an inner wheel fulfill the following different functions:
  • the means of avoiding the separation of a inner wheel, receiving as input, on the one hand the maximum distribution to prevent detachment of the inner rear wheel from the calculation means, and on the other hand the total anti-roll torque setpoint perform the following different functions a function for calculating the absolute value of this total torque setpoint,
  • the saturation function takes into account the maximum value of the stiffness at the front, deduces the value of the stiffness at the rear, to compare it with the desired distribution setpoint obtained from the total torque setpoint.
  • Figure 1 a block diagram of a control system of a two-train anti-roll device of a vehicle
  • Figures 2 and 3 the operating areas of a vehicle, defined by its lateral accelerations ⁇ ⁇ , longitudinal ⁇ L and its stiffness distribution k ar on the rear axle, respectively before
  • Figure 4 the functional detail of the means of avoiding the detachment of the front or rear inner wheel in the case of a two-train anti-roll system
  • Figure 5 a block diagram of a control system of a single-train anti-roll device
  • FIGS. 6 and 7 show the functional detail of the means of avoiding the detachment of the front or rear inner wheel in the case of a single-train front or rear anti-roll system.
  • the invention consists in calculating the optimal total anti-roll torque to be applied to each of the two sets of wheels according to a defined distribution in the case of a two-train anti-roll system, or on one of the two trains in the case of a single-train system to prevent the detachment of one of the wheels of the vehicle, inside the turn.
  • the longitudinal acceleration ⁇ L is expressed by the quotient of the force F f by the maximum mass of the vehicle M max :
  • M is the total mass of the vehicle, V its speed, ⁇ its yaw rate, l z its inertia around a vertical axis passing through its center of gravity, L 1 and L 2 the distance from the center of gravity at the front and rear axles respectively, ⁇ the average steering angle of the nose gear, D 1 and D 2 the drift rigidity of the front and rear trains respectively and ⁇ the drift angle.
  • the control system also receives the signals used in the anti-roll control laws, such as the steering angle ⁇ , the yaw rate ⁇ , the longitudinal speed V of the vehicle among others.
  • the system comprises means 3 for calculating the maximum distribution of the stiffness applied to the two trains of the vehicle, so that the inner wheel considered has a minimum load preventing it from taking off from the ground, the load being the vertical force Fz applied to the tires.
  • Fz, j is the vertical force applied to the wheel i of the axle j, i and j being integers equal to 1 or 2.
  • the load is expressed as a function of the lateral acceleration ⁇ ⁇ , the longitudinal acceleration ⁇ L and the weight of the vehicle, by the following expressions:
  • the method according to the invention determines the distribution of stiffness between the front and rear wheels, depending on the lateral and longitudinal accelerations of the vehicle, which ensures a minimum load on one of the wheels inside the turn.
  • FIG. 3 shows the operating range of a vehicle, defined by its lateral accelerations ⁇ ⁇ , longitudinal ⁇ L and its stiffness distribution k av on the front axle.
  • k arMax 1 - k avMax
  • the method calculates, in means 4, the total anti-roll torque set point C ARCO ⁇ S to be applied to the actuators of the anti-roll system.
  • the method also calculates the stiffness distribution set point k ar c O ns, to apply between the two trains to have the desired static response of the vehicle according to the driving situation, defined in particular by the lateral acceleration ⁇ ⁇ and the speed V of the vehicle according to an anti-roll control law.
  • the method delivers the total anti-roll torque C ARCO ⁇ S and anti-roll load distribution desired k arC o n s- In 5 means for avoiding the detachment of the inner wheel considered , front or rear, the method calculates the saturated torque distributed on the front or rear active anti-roll bar. This saturation of the anti-roll torque is necessary for the calculated values of the torque to be really applicable. Indeed, the distribution of the torque being made from active anti-roll bars, suspension springs also contribute to the stiffness of the roll of the vehicle and its distribution.
  • the means 5 for avoiding the detachment of an inner wheel fulfill the following different functions, illustrated in FIG. 4.
  • a function 6 of saturation of the distribution of the anti-roll stiffness receives as input, on the one hand, the maximum distribution k arM a x to avoid detachment of the rear inner wheel, calculated by the means 3, or k avMa ⁇ to avoid detachment of the inner front wheel, and secondly the stiffness distribution instruction k ar cons between the front and rear trains, calculated by the means 4, to output a saturated value between two lower and upper terminals of the load distribution k arSat .
  • the method calculates the saturated torque to be sent to the actuator of the active anti-roll train, front or rear, for the same reasons.
  • the means 5 for avoiding the separation of the inner front or rear wheel perform functions illustrated by the diagram of Figure 6 or Figure 7 according to the anti-roll single-front train or single-rear train.
  • the means 5 of avoidance of the detachment of the wheel receive input, on the one hand the maximum distribution k arMax to avoid detachment of the rear inner wheel from the calculation means 3, and secondly the set of total anti-roll torque C ARCO ⁇ S from the means 4.
  • To the absolute value 7 of this desired total torque setpoint is associated with a value of the stiffness distribution setpoint k arC ⁇ n between the front and rear trains, which is characteristic of the vehicle and established by mapping 8 when it is in focus.
  • the value k arM a x of the maximum distribution and that of the setpoint k ar c ons , obtained by mapping, are compared in a function 6 of saturation of the distribution setpoint. If the distribution setpoint is lower than the maximum distribution, it is taken into account for calculating the total torque setpoint to be applied to the rear axle. On the other hand, if the setpoint k arC ⁇ n s is greater than the maximum distribution, it is replaced by the latter to obtain the total torque.
  • the calculation of the total torque to be sent on the actuator of the rear axle is obtained by inverting the preceding curve of the load distribution as a function of the torque and multiplying by ⁇ 1 according to the sign of the total torque setpoint t- ⁇ RCons -
  • Figure 7 corresponds to an anti-roll system on the front axle of the vehicle.
  • the mapping 8 connecting the total torque setpoint to be applied to the load distribution setpoint at the rear has an inverse characteristic of that of the rear single-axle case.
  • the desired stiffness distribution set point k arC ⁇ n s obtained from the total torque setpoint C A RCO ⁇ S, is compared to the maximum distribution k ar Ma x and replaced by this value if it is greater than .
  • This control method thus makes it possible to delay or avoid the detachment of the wheels inside the turn by acting on the active anti-roll system, and has the advantage of operating continuously. It can be likened to a saturation of torque or stiffness distribution, depending on the technology, which varies depending on the driving situation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Automation & Control Theory (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un procédé de commande d'un système anti-roulis actif pour véhicule automobile, équipé d'actionneurs agissant sur la raideur de barres anti¬ roulis au niveau des trains avant et arrière et pilotés par une unité centrale électronique en fonction notamment de l'accélération latérale du véhicule, caractérisé en ce qu'il détermine, dans un virage, le couple anti-roulis total à appliquer aux trains avant et arrière, résultant de la répartition de raideur optimale entre les deux trains, calculée pour qu'une des deux roues intérieures au virage ait une charge minimale qui empêche son décollement et correspondant à la consigne désirée établie en fonction de l'accélération transversale, de la vitesse et du gain statique du véhicule lors d'un coup de volant.

Description

SYSTEME DE COMMANDE DE ROULIS D ' UN VEHICULE
L'invention concerne un procédé et un dispositif de commande d'un système anti-roulis actif d'un véhicule, destiné à réduire les risques de décollement d'une des roues intérieures au virage et de renversement du véhicule, dans le but d'améliorer le comportement du véhicule, donc la sécurité du conducteur et le confort de conduite.
Un véhicule automobile est conçu de manière à présenter un comportement le plus stable possible quelle que soit la sollicitation du conducteur, en particulier en termes de braquage du volant, ou l'état d'adhérence de la chaussée. Cependant, certaines situations de conduite peuvent provoquer un décollement d'une ou des deux roues intérieures au virage, parfois jusqu'au renversement du véhicule. De telles situations sont d'autant plus probables que le centre de gravité du véhicule est haut et que sa voie, qui est l'espace entre les deux roues d'un même essieu, est petite.
Un système anti-roulis permet entre autres d'améliorer le comportement des véhicules dans ces situations délicates, en virage par exemple. Pour cela, il comprend généralement une unité centrale de contrôle recevant d'un capteur une information sur l'accélération latérale γτ du véhicule, et d'un autre capteur une information sur la vitesse des roues permettant de déterminer la vitesse V du véhicule. Il comprend également des actionneurs capables d'agir sur la raideur de la suspension disposée entre le châssis et chacune des quatre roues respectivement, ou sur celle de barres anti-roulis au niveau des trains avant et arrière. Ces actionneurs peuvent comprendre des vérins hydrauliques ou électriques pouvant modifier la raideur de la suspension ou des éléments de suspension activé à raideur commandée.
Une solution actuelle pour diminuer les risques de décollement des roues, voire de renversement du véhicule, est décrite par exemple dans la demande de brevet européen EP 0 376 306 B1 , déposée au nom de TOYOTA. Elle utilise un système de suspensions pilotées. Un tel système présente un rapport prestations/coût trop faible pour être jugé intéressant.
Le but de l'invention est de commander un système anti-roulis actif pour diminuer les risques de décollement des roues du sol et de renversement du véhicule. Pour cela, un premier objet de l'invention est un procédé de commande d'un système anti-roulis actif pour véhicule automobile, équipé d'actionneurs agissant sur la raideur de barres anti-roulis au niveau des trains avant et arrière et pilotés par une unité centrale électronique en fonction notamment de l'accélération latérale du véhicule, caractérisé en ce qu'il détermine le couple anti-roulis total à appliquer aux trains avant et arrière, résultant de la répartition de raideur optimale entre les deux trains calculée pour qu'une des deux roues intérieures au virage ait une charge minimale qui empêche son décollement et correspondant à la consigne désirée établie en fonction de l'accélération transversale, de la vitesse et du gain statique du véhicule lors d'un coup de volant.
Selon une autre caractéristique, afin d'éviter le décollement de la roue intérieure avant, respectivement arrière, dans un virage, le procédé calcule la valeur maximale de la répartition de raideur sur le train avant, respectivement arrière, en fonction des accélérations latérale et longitudinale du véhicule, qui assure une charge minimale sur ladite roue avant, respectivement arrière.
Selon une autre caractéristique, en cas de système anti-roulis actif bi-train, le couple total anti-roulis déterminé est réparti entre les deux trains avant et arrière selon la répartition de raideur optimale correspondant à l'une des deux roues intérieures avant ou arrière considérée et obtenue en saturant la consigne de la répartition de la raideur, établie en fonction de l'accélération transversale, de la vitesse et du gain statique du véhicule, par la valeur maximale de la répartition empêchant le décollement de ladite roue.
Selon une autre caractéristique, en cas de système anti-roulis actif mono-train, agissant sur le train arrière, le couple total anti-roulis déterminé est appliqué au train arrière selon la répartition de raideur à l'arrière optimale, correspondant à l'une des deux roues intérieures avant ou arrière considérée et obtenue par saturation de la consigne de répartition de la raideur, établie en fonction de l'accélération transversale, de la vitesse et du gain statique du véhicule, par la valeur maximale empêchant le décollement de ladite roue.
Selon une autre caractéristique, en cas de système anti-roulis actif mono-train, agissant sur le train avant, le couple total anti-roulis déterminé est appliqué au train avant selon la répartition de la raideur à l'arrière optimale, correspondant à l'une des deux roues intérieures avant ou arrière considérée et obtenue à partir de la consigne de répartition de la raideur à l'avant saturée par la valeur maximale de répartition de la raideur empêchant le décollement de ladite roue.
Un second objet de l'invention est un dispositif de pilotage d'un système anti- roulis actif pour véhicule, comprenant une unité centrale électronique pilotant des actionneurs agissant sur la raideur des barres anti-roulis, caractérisé en ce qu'il comporte :
- des moyens de calcul de la répartition maximale de la raideur appliquée sur les deux trains du véhicule, pour que la roue intérieure considérée ait une charge minimale l'empêchant de décoller du sol, recevant en entrée l'accélération longitudinale et l'accélération transversale du véhicule,
- des moyens de calcul de la consigne de couple total anti-roulis à appliquer sur les actionneurs du système anti-roulis,
- des moyens d'évitement du décollement de la roue intérieure considérée, avant ou arrière, calculant le couple saturé réparti sur la barre anti-roulis active avant ou arrière.
Selon une autre caractéristique du dispositif de pilotage pour un système antiroulis actif bi-train pour véhicule, les moyens de calcul de la consigne de couple total anti-roulis à appliquer sur les actionneurs du système anti-roulis, calculent également la consigne de répartition de la raideur appliquée sur les trains avant et arrière du véhicule.
Selon une autre caractéristique du dispositif de pilotage pour un système anti- roulis actif bi-train pour véhicule, les moyens d'évitement du décollement d'une roue intérieure remplissent les différentes fonctions suivantes :
- une fonction de saturation de la consigne de répartition de la raideur entre les trains avant et arrière par la répartition maximale calculée pour éviter le décollement de la roue intérieure avant ou arrière, délivrant en sortie une valeur saturée entre deux bornes inférieure et supérieure de la répartition de charge,
- une fonction de multiplication de cette valeur saturée de la consigne de répartition de la raideur par la consigne de couple anti-roulis, délivrant la consigne de couple associée à une multiplication de la répartition saturée de la raideur sur le train avant par la consigne de couple anti-roulis pour donner la consigne de couple à l'avant.
Selon une autre caractéristique du dispositif de pilotage pour un système antiroulis actif mono-train pour véhicule, les moyens d'évitement du décollement d'une roue intérieure, recevant en entrée, d'une part la répartition maximale pour éviter le décollement de la roue intérieure arrière de la part des moyens de calcul, et d'autre part la consigne de couple total anti-roulis, remplissent les différentes fonctions suivantes : - une fonction de calcul de la valeur absolue de cette consigne de couple total,
- une fonction de correspondance entre les valeurs absolues de cette consigne de couple total et celles de la consigne de répartition de la raideur entre les trains avant et arrière, qui est caractéristique du véhicule et établie par cartographie lors de sa mise au point, - une fonction de saturation de la répartition de raideur anti-roulis qui compare la valeur de la répartition maximale et celle de la consigne, obtenue par cartographie, et qui, si la consigne de répartition est inférieure à la répartition maximale, la prend en compte pour le calcul de la consigne de couple total à appliquer sur le train arrière et, si la consigne est supérieure à la répartition maximale, elle est remplacée par cette dernière pour obtenir le couple total,
- une fonction de calcul du couple total à envoyer sur l'actionneur du train arrière, obtenu par inversion de la courbe de la répartition de charge en fonction du couple puis multiplication par ± 1 selon le signe de la consigne de couple total.
Selon une autre caractéristique du dispositif de pilotage pour un système antiroulis actif bi-train pour véhicule, dans le cas d'un évitement de décollement de la roue avant, avec un système d'anti-roulis sur le train arrière, la fonction de saturation prend en compte la valeur maximale de la raideur à l'avant, en déduit la valeur de la raideur à l'arrière, pour la comparer à la consigne de répartition désirée obtenue à partir de la consigne de couple totale.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de deux modes de réalisation de l'invention illustrée par les figures suivantes qui sont :
la figure 1 : un schéma fonctionnel d'un système de pilotage d'un dispositif anti-roulis bi-train d'un véhicule ; les figures 2 et 3 : les domaines de fonctionnement d'un véhicule, définis par ses accélérations latérale γτ, longitudinale γL et sa répartition de raideur kar sur le train arrière, respectivement avant ; la figure 4 : le détail fonctionnel des moyens d'évitement du décollement de la roue intérieure avant ou arrière dans le cas d'un système anti-roulis bi-train ; la figure 5 : un schéma fonctionnel d'un système de pilotage d'un dispositif anti-roulis mono-train ; les figures 6 et 7 : le détail fonctionnel des moyens d'évitement du décollement de la roue intérieure avant ou arrière dans le cas d'un système anti-roulis mono-train avant ou arrière.
L'invention consiste à calculer le couple total anti-roulis optimal à appliquer sur chacun des deux trains de roues selon une répartition définie en cas de système antiroulis bi-train, ou sur un des deux trains en cas de système mono-train pour empêcher le décollement d'une des roues du véhicule, intérieures au virage.
Comme le montre la figure 1 , concernant un dispositif de pilotage d'un système anti-roulis bi-train pour véhicule, il reçoit en entrée l'accélération longitudinale γL et l'accélération transversale YT du véhicule, qu'elles soient mesurées par un capteur ou estimée.
Dans le cas d'une estimation de l'accélération longitudinale par un observateur à partir de la vitesse V du véhicule et de la demande de freinage correspondant à une force Ff exercée par le conducteur, l'accélération longitudinale γL s'exprime par le quotient de la force Ff par la masse maximale du véhicule Mmax :
II est préférable de sous estimer le signal pour sous estimer le report de charge.
L'observateur modélise l'erreur d sur l'accélération :
v = r, + d + kl (v - v) d = k2 (v- v) γL = γL + d
Les paramètres 1^1 et k2 réalisent le compromis entre la rapidité de la dérivation et la sensibilité au bruit. Dans le cas d'une estimation de l'accélération transversale par un modèle à deux roues, celui-ci utilise l'angle de braquage moyen α du train avant et la vitesse V du véhicule selon les équations suivantes :
Dans ces équations, M est la masse totale du véhicule, V sa vitesse, ψ sa vitesse de lacet, lz son inertie autour d'un axe vertical passant par son centre de gravité, L1 et L2 la distance du centre de gravité à l'essieu avant et arrière respectivement, α l'angle de braquage moyen du train avant, D1 et D2 la rigidité de dérive des trains avant et arrière respectivement et δ l'angle de dérive.
Le système de pilotage reçoit de plus les signaux utilisés dans les lois de commande anti-roulis, tels que l'angle volant α, la vitesse de lacet ψ , la vitesse longitudinale V du véhicule entre autres.
Le système comporte des moyens 3 de calcul de la répartition maximale de la raideur appliquée sur les deux trains du véhicule, pour que la roue intérieure considérée ait une charge minimale l'empêchant de décoller du sol, la charge étant l'effort vertical Fz appliqué aux pneus. Fz,j est l'effort vertical appliqué sur la roue i de l'essieu j, i et j étant des entiers égaux à 1 ou 2.
Pour les roues du train avant, la charge s'exprime en fonction de l'accélération latérale γτ, de l'accélération longitudinale γL et du poids du véhicule, par les expressions suivantes :
eλ 2L 1.L Pour les deux roues de l'essieu arrière :
avec kav + kar = 1.
Le procédé selon l'invention détermine la répartition de raideur entre le train avant et le train arrière, en fonction des accélérations latérale et longitudinale du véhicule, qui assure une charge minimale sur une des roues intérieures au virage.
Dans le cas de la roue arrière du véhicule, intérieure au virage, il faut que sa charge FZarint soit supérieure ou égale à la charge minimale FzarintMm. ce qui entraîne que la répartition de raideur anti-roulis sur le train arrière kar doit être inférieure à une valeur maximale karMaχ, définie de la façon suivante :
t ' ei FZaΦ,M,n , (k7 \ + Ag^1 _ , hMγτ 2Lhγτ
Comme le montre la figure 2, qui représente le domaine de fonctionnement d'un véhicule, défini par ses accélérations latérale γτ, longitudinale γL et sa répartition de raideur kar sur le train arrière, on constate que, pour γτ = 6 m. s"2 et γL = 2 m. s"2 et pour kar supérieure à 0,6, la roue arrière, intérieure au virage, décolle du sol.
Dans le cas de la roue avant du véhicule, intérieure au virage, sa charge FZaVint doit dépasser la valeur minimale FzavmtMm, de sorte que la répartition de raideur sur le train avant kav doit être inférieure ou égale à une valeur maximale kavMaχ définie de la façon suivante :
2LHγτ hMγτ
La figure 3 montre le domaine de fonctionnement d'un véhicule, défini par ses accélérations latérale γτ, longitudinale γL et sa répartition de raideur kav sur le train avant. On en déduit la répartition de la raideur sur le train arrière karMax =1 - kavMax En même temps que le procédé a déterminé ainsi la répartition maximale de la charge entre les deux trains avant et arrière, il calcule, dans des moyens 4, la consigne de couple total anti-roulis CARCOΠS à appliquer sur les actionneurs du système antiroulis. Dans le cas d'un système anti-roulis bi-train, c'est-à-dire comprenant des actionneurs agissant sur les deux trains de roues, le procédé calcule également la consigne de répartition de la raideur karcOns, à appliquer entre les deux trains pour avoir la réponse statique désirée du véhicule en fonction de la situation de conduite, définie notamment par l'accélération latérale γτ et la vitesse V du véhicule selon une loi de commande anti-roulis.
Ainsi, en sortie des moyens 4, le procédé délivre les consignes de couple total anti-roulis CARCOΠS et de répartition de charge anti-roulis désirée karCons- Dans des moyens 5 d'évitement du décollement de la roue intérieure considérée, avant ou arrière, le procédé calcule le couple saturé réparti sur la barre anti-roulis active avant ou arrière. Cette saturation du couple anti-roulis est nécessaire pour que les valeurs calculées du couple soient réellement applicables. En effet, la répartition du couple étant effectuée à partir de barres anti-roulis actives, les ressorts de suspensions contribuent également à la raideur du roulis du véhicule et à sa répartition. Les valeurs extrêmes proches des répartitions correspondant à k = 0, soit pas de raideur de roulis à l'arrière, ou k = 1 , soit pas de raideur de roulis à l'avant, ne peuvent pas être atteintes et il faut alors saturer la répartition entre 0,1 et 0,9 par exemple.
Les moyens 5 d'évitement du décollement d'une roue intérieure remplissent les différentes fonctions suivantes, illustrées par la figure 4. Une fonction 6 de saturation de la répartition de la raideur anti-roulis reçoit en entrée, d'une part la répartition maximale karMax pour éviter le décollement de la roue intérieure arrière, calculée par les moyens 3, ou kavMaχ pour éviter le décollement de la roue intérieure avant, et d'autre part la consigne de répartition de la raideur karcons entre les trains avant et arrière, calculée par les moyens 4, pour délivrer en sortie une valeur saturée entre deux bornes inférieure et supérieure de la répartition de charge karSat. Cette répartition entre les deux trains du véhicule, donne lieu d'une part à la répartition saturée de la raideur sur le train avant kavsat qui subit une multiplication 10 par la consigne de couple CARCOΠS anti-roulis, donne la consigne de couple à l'avant CARV> et d'autre part à la répartition saturée de la raideur karsat sur le train arrière qui, également multipliée par la consigne de couple anti-roulis CARCOΠS donne la consigne de couple à appliquer sur le train arrière CARR. Dans le cas d'un système anti-roulis mono-train, le couple total, à appliquer par l'actionneur sur le seul train de roues à anti-roulis actif du véhicule, est calculé comme le montre le schéma fonctionnel de la figure 5, la répartition de la raideur entre les deux trains se déduisant de la consigne du couple CARCOΠS-
Comme pour un système anti-roulis bi-train, le procédé calcule le couple saturé à envoyer à l'actionneur du train anti-roulis actif, avant ou arrière, pour les mêmes raisons. Les moyens 5 d'évitement du décollement de la roue intérieure avant ou arrière remplissent des fonctions illustrées par le schéma de la figure 6 ou de la figure 7 selon l'anti-roulis mono-train avant ou mono-train arrière.
Dans le cas d'un anti-roulis mono-train arrière, et d'un évitement de décollement de la roue intérieure arrière (figure 6), les moyens 5 d'évitement du décollement de la roue reçoivent en entrée, d'une part la répartition maximale karMax pour éviter le décollement de la roue intérieure arrière de la part des moyens 3 de calcul, et d'autre part la consigne de couple total anti-roulis CARCOΠS en provenance des moyens 4. A la valeur absolue 7 de cette consigne de couple total désiré est associée une valeur de la consigne de répartition de la raideur karCθn entre les trains avant et arrière, qui est caractéristique du véhicule et établie par cartographie 8 lors de sa mise au point. Lorsque le couple anti-roulis augmente à l'avant, la distribution de charge à l'arrière diminue.
La valeur karMax de la répartition maximale et celle de la consigne karcons, obtenue par cartographie, sont comparées dans une fonction 6 de saturation de la consigne de répartition. Si la consigne de répartition est inférieure à la répartition maximale, elle est prise en compte pour le calcul de la consigne de couple total à appliquer sur le train arrière. Par contre, si la consigne karCθns est supérieure à la répartition maximale, elle est remplacée par cette dernière pour obtenir le couple total.
Le calcul du couple total à envoyer sur l'actionneur du train arrière est obtenu par inversion 9 de la courbe précédente de la répartition de charge en fonction du couple puis multiplication 10 par ± 1 selon le signe de la consigne de couple total t-ΑRCons-
Dans le cas d'un évitement de décollement de la roue avant, avec un système d'anti-roulis sur le train arrière, la fonction 6 de saturation prend en compte la valeur maximale de la raideur à l'avant kaVMax , calculée dans les moyens 3, en déduit la valeur de la raideur à l'arrière, karMaχ = 1 - kavMaχ, pour la comparer à la consigne de répartition désirée obtenue à partir de la consigne de couple total CARCOΠS-
La figure 7 correspond à un système anti-roulis sur le train avant du véhicule. Dans ce cas, la cartographie 8 reliant la consigne de couple total à appliquer à la consigne de répartition de la charge à l'arrière présente une caractéristique inverse de celle du cas mono-train arrière.
En effet, une augmentation de couple appliqué au train avant entraîne une diminution de la répartition de la charge sur le train arrière. Comme précédemment, la consigne de répartition de la raideur désirée karCθns, obtenue à partir de la consigne de couple total CARCOΠS, est comparée à la répartition maximale karMax et remplacée par cette valeur si elle lui est supérieure.
Ce procédé de commande permet donc de retarder ou d'éviter le décollement des roues intérieures au virage en agissant sur le système d'anti-roulis actif, et présente l'avantage de fonctionner en continu. Elle peut être assimilée à une saturation de couple ou de répartition de raideur, selon la technologie, qui varie en fonction de la situation de conduite.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de commande d'un système anti-roulis actif pour véhicule automobile, équipé d'actionneurs agissant sur la raideur de barres anti-roulis au niveau des trains avant et arrière et pilotés par une unité centrale électronique en fonction notamment de l'accélération latérale du véhicule, caractérisé en ce qu'il détermine, dans un virage, le couple anti-roulis total à appliquer aux trains avant et arrière, résultant de la répartition de raideur optimale entre les deux trains calculée pour qu'une des deux roues intérieures au virage ait une charge minimale qui empêche son décollement et correspondant à la consigne désirée établie en fonction de l'accélération transversale, de la vitesse et du gain statique du véhicule lors d'un coup de volant.
2. Procédé de commande selon la revendication 1 , caractérisé en ce que, afin d'éviter le décollement de la roue intérieure avant, respectivement arrière, dans un virage, il calcule la valeur maximale de la répartition de raideur sur le train avant, respectivement arrière, en fonction des accélérations latérale et longitudinale du véhicule, qui assure une charge minimale sur ladite roue avant, respectivement arrière.
3. Procédé de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que, en cas de système anti-roulis actif bi-train, le couple total anti-roulis déterminé est réparti entre les deux trains avant et arrière selon la répartition de raideur optimale correspondant à l'une des deux roues intérieures avant ou arrière considérée et obtenue en saturant la consigne de la répartition de raideur, établie en fonction de l'accélération transversale, de la vitesse et du gain statique du véhicule, par la valeur maximale de la répartition de raideur empêchant le décollement de ladite roue.
4. Procédé de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que, en cas de système anti-roulis actif mono-train, agissant sur le train arrière, le couple total anti-roulis déterminé est appliqué au train arrière selon la répartition de raideur à l'arrière optimale, correspondant à l'une des deux roues intérieures avant ou arrière considérée et obtenue par saturation de la consigne de répartition, établie en fonction de l'accélération transversale, de la vitesse et du gain statique du véhicule, par la valeur maximale de la répartition de raideur empêchant le décollement de ladite roue.
5. Procédé de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que, en cas de système anti-roulis actif mono-train, agissant sur le train avant, le couple total anti-roulis déterminé est appliqué au train avant selon la répartition de raideur à l'arrière optimale, correspondant à l'une des deux roues intérieures avant ou arrière considérée et obtenue à partir de la consigne de répartition à l'avant saturée par la valeur maximale de la répartition de raideur empêchant le décollement de ladite roue.
6. Dispositif de pilotage d'un système anti-roulis actif pour véhicule, commandé par un procédé selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant une unité centrale électronique pilotant des actionneurs agissant sur la raideur des barres anti-roulis, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens (3) de calcul de la répartition maximale de la raideur appliquée sur les deux trains du véhicule, pour que la roue intérieure considérée ait une charge minimale l'empêchant de décoller du sol, recevant en entrée l'accélération longitudinale (γL) et l'accélération transversale (γτ)du véhicule,
- des moyens (4) de calcul de la consigne de couple total anti-roulis (CARCOΠS) à appliquer sur les actionneurs du système anti-roulis,
- des moyens (5) d'évitement du décollement de la roue intérieure considérée, avant ou arrière, calculant le couple saturé réparti sur la barre anti-roulis active avant ou arrière.
7. Dispositif de pilotage selon la revendication 6, pour un système anti-roulis actif bi-train pour véhicule, caractérisé en ce que les moyens (4) de calcul de la consigne de couple total anti-roulis (CARCOΠS) à appliquer sur les actionneurs du système anti-roulis, calculent également la consigne de répartition de la raideur (karcoπs) appliquée sur les trains avant et arrière du véhicule.
8. Dispositif de pilotage selon la revendication 6, pour un système anti-roulis actif bi-train pour véhicule, caractérisé en ce que les moyens (5) d'évitement du décollement d'une roue intérieure remplissent les différentes fonctions suivantes :
- une fonction (6) de saturation de la consigne de répartition de la raideur (karcons) entre les trains avant et arrière, calculée par les moyens (4), par la répartition maximale (kavMax ou karMax) calculée par les moyens (3) pour éviter le décollement de la roue intérieure avant ou arrière, délivrant en sortie une valeur saturée (karsat) entre deux bornes inférieure et supérieure de la répartition de charge,
- une fonction de multiplication (10) de cette valeur saturée (karsat) de la consigne de répartition de la raideur par la consigne de couple anti-roulis (CARCOΠS)> calculée par les moyens (4), délivrant la consigne de couple (CARR), associée à une multiplication de la répartition saturée de la raideur sur le train avant (kavSat) par la consigne de couple (CARCOΠS) anti-roulis pour donner la consigne de couple à l'avant
9. Dispositif de pilotage selon la revendication 6, pour un système anti-roulis actif mono-train pour véhicule, caractérisé en ce que les moyens (5) d'évitement du décollement d'une roue intérieure, recevant en entrée, d'une part la répartition maximale (karMaχ) pour éviter le décollement de la roue intérieure arrière de la part des moyens (3) de calcul, et d'autre part la consigne de couple total anti-roulis (CARCOΠS) en provenance des moyens (4), remplissent les différentes fonctions suivantes : - une fonction (7) de calcul de la valeur absolue de cette consigne de couple total (CARCons),
- une fonction (8) de correspondance entre les valeurs absolues de cette consigne de couple total (CARCOΠS) et celles de la consigne de répartition de la raideur (karcon) entre les trains avant et arrière, qui est caractéristique du véhicule et établie par cartographie lors de sa mise au point,
- une fonction (6) de saturation de la répartition de raideur anti-roulis qui compare la valeur (karMax) de la répartition maximale et celle de la consigne (karcons). obtenue par cartographie, et qui, si la consigne de répartition est inférieure à la répartition maximale, la prend en compte pour le calcul de la consigne de couple total à appliquer sur le train arrière et, si la consigne (karcons) est supérieure à la répartition maximale, elle est remplacée par cette dernière pour obtenir le couple total,
- une fonction de calcul du couple total à envoyer sur l'actionneur du train arrière, obtenu par inversion (9) de la courbe de la répartition de charge en fonction du couple puis multiplication (10) par ± 1 selon le signe de la consigne de couple total (CARCOΠS)-
10. Dispositif de pilotage selon la revendication 9, caractérisé en ce que, dans le cas d'un évitement de décollement de la roue avant, avec un système d'anti-roulis sur le train arrière, la fonction de saturation prend en compte la valeur maximale de la raideur à l'avant (kaVMax), calculée dans les moyens (3), en déduit la valeur de la raideur à l'arrière, (karMax≈i - kavMaχ), pour la comparer à la consigne de répartition désirée obtenue à partir de la consigne de couple totale (CARCOΠS)-
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2918337B1 (fr) * 2007-07-02 2009-08-21 Renault Sas Procede d'identification du moment d'inertie vertical et des rigidites de derive d'un vehicule automobile
FR2933940B1 (fr) * 2008-07-17 2011-01-21 Renault Sas Amelioration de la motricite sur adherence asymetrique d'un vehicule equipe de barres anti-roulis actives

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2508830B2 (ja) 1988-12-28 1996-06-19 トヨタ自動車株式会社 車輌のステア特性制御装置
JP2936640B2 (ja) * 1990-04-18 1999-08-23 日産自動車株式会社 補助舵角と輪荷重配分の総合制御装置
JPH0415114A (ja) * 1990-05-02 1992-01-20 Nissan Motor Co Ltd 前後輪駆動力配分と輪荷重配分の総合制御装置
JPH0492706A (ja) * 1990-08-07 1992-03-25 Nissan Motor Co Ltd 輪荷重移動制御装置
US6904350B2 (en) * 2000-09-25 2005-06-07 Ford Global Technologies, Llc System for dynamically determining the wheel grounding and wheel lifting conditions and their applications in roll stability control
US7079928B2 (en) * 2002-08-01 2006-07-18 Ford Global Technologies, Llc System and method for determining a wheel departure angle for a rollover control system with respect to road roll rate and loading misalignment
JP4511815B2 (ja) * 2003-09-26 2010-07-28 アイシン精機株式会社 サスペンション制御装置
JP4285343B2 (ja) * 2004-07-07 2009-06-24 トヨタ自動車株式会社 車輌のロール剛性制御装置
JP4655778B2 (ja) * 2005-06-27 2011-03-23 トヨタ自動車株式会社 能動サスペンションと能動スタビライザとを協調作動させる車輌

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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