FR2683776A1

FR2683776A1 - Systeme pour l'obtention d'un signal representant la surface de la chaussee, utilise pour des systemes de reglage, de commande de la dynamique de marche d'un vehicule automobile.

Info

Publication number: FR2683776A1
Application number: FR9211390A
Authority: FR
Inventors: Mueller Elmar; Kallenbach Rainer; Kunz Dieter; Otterbein Stefan
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-10-05
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 1993-05-21
Also published as: DE4133238A1; DE4133238C2; JPH05201230A

Abstract

a) Système pour l'obtention d'un signal représentant la surface de la chaussée, utilisé pour des systèmes de réglage, de commande de la dynamique de marche d'un véhicule automobile, b) système caractérisé en ce que des premiers signaux [Xari(t) ou bien Xari'(t)] sont détectés qui représentent les déplacements relatifs entre la carrosserie du véhicule et au moins une roue; des premiers moyens (101) sont prévus qui, en partant des premiers signaux [Xari(t) ou bien Xari'(t)] forment des seconds signaux [Si(t)] qui représentent l'évolution de la surface de la chaussée sous la roue concernée roulant sur cette chaussée. c) L'invention concerne des systèmes pour l'obtention d'un signal représentant la surface de la chaussée, utilisé pour des systèmes de réglage, de commande de la dynamique de marche d'un véhicule automobile.

Description

Système pour l'obtention d'un signal représentant la surface de la

chaussée, utilisé pour des systèmes de réglage, de commande de la dynamique de marche d'un

véhicule automobile ".

L'invention concerne un système pour l'ob- tention d'un signal représentant la surface de la

chaussée, prévu notamment pour être utilisé dans des systèmes de réglage, de commande et/ou de contrôle de la dynamique de marche du véhicule, dans des véhicules10 automobiles pour le transport des personnes et des vé-

hicules automobiles utilitaires.

Il est connu pour optimiser les propriétés

dynamiques de marche d'un véhicule automobile, de met-

tre en oeuvre des systèmes de réglage, de commande

et/ou de contrôle de la dynamique de marche du véhicu-

le Ces systèmes de réglage, de commande et/ou de con-

trôle de la dynamique de marche du véhicule peuvent être classés en deux groupes, les systèmes de réglage de la dynamique verticale et les systèmes de réglage

de la dynamique horizontale du véhicule.

Par systèmes de réglage de la dynamique ver-

ticale du véhicule, on entend l'ensemble des systèmes

de régulation du mécanisme de roulement du véhicule.

Dans ces systèmes de régulation du mécanisme de roule-

ment, des modifications des paramètres d'amortisse-

ments pour l'amortissement Skyhook, l'amortissement passif et/ou l'amortissement sélectif en fréquences,

d'un système semi-actif ou partiellement actif de ré-

gulation du mécanisme de roulement, peuvent être ré-

alisés de façon à obtenir un comportement du véhicule

aussi favorable que possible du point de vue du con-

fort et de la sécurité de marche pour le type de chaussée considéré De tels systèmes de régulation du mécanisme de roulement sont connus par exemple par le

document WO 90/14 240 (PCT/DE 90/00 343), par le docu-

ment DE-OS 37 38 284 et par la demande de brevet DE P

39 18 735 7.

Les systèmes de réglage de la dynamique ho-

rizontale du véhicule peuvent être subdivisés en sys-

tèmes pour le contrôle de la stabilité de marche, en systèmes pour la régulation de la direction, notamment de la direction de l'essieu arrière, en systèmes pour empêcher le blocage lors du freinage (ABS) ou bien en systèmes pour influencer le glissement de freinage, et

en systèmes pour la régulation du glissement de l'en-

traînement (ASR) Les systèmes pour le contrôle de la

stabilité de marche contrôlent la stabilité du véhicu-

le lors des manoeuvres en marche, par exemple lors des

manoeuvres d'évitement, et l'approche de la zone limi-

te du véhicule Dans ces situations, en général criti-

ques pour la sécurité de marche, le conducteur est

prévenu ou même mis en prise sur le système d'entraî-

nement Dans le cas des systèmes pour la régulation de la direction, notamment dans le cas des systèmes dans lesquels outre l'essieu avant, l'essieu arrière est également prévu de façon à pouvoir être dirigé, la stabilité du véhicule, par exemple lors de manoeuvres

d'évitement, est augmentée par des interventions adé-

quates sur la direction dans le sens d'une commande ou

d'une régulation.

En corrélation notamment avec les systèmes de réglage de la dynamique horizontale des véhicules

mentionnés ci-dessus, les efforts longitudinaux et la-

téraux transmis par les pneumatiques ont une grande importance Dans le cas d'une "mauvaise" qualité de

chaussée, c'est-à-dire par exemple dans le cas de for-

tes amplitudes des inégalités de la chaussée dans la zone des fréquences propres à la dynamique verticale de la roue, les variations dynamiques de la charge de la roue intervenant ainsi, diminuent les efforts que

peut transmettre la roue longitudinalement et latéra-

lement Par variations de charge de la roue, ou bien situations de charge de la roue, on désigne l'écart de

la charge de la roue (effort normal entre le pneumati-

que et la chaussée) à partir de sa valeur statique.

Dans l'article de W Klinkner ("adaptives

Dâmpfungs-System ADS zur fahrbahn-und fahrzustandsab-

hângigen Steuerung von Dâmpfern einer Fahrzeugfede-

rung", VDI Bericht Nr 778, Ddsseldorf, 1989), des ré-

glages d'amortisseurs d'un mécanisme adaptatif de rou-

lement, sont adaptés dans un système de réglage de la

dynamique verticale du véhicule en fonction de gran-

deurs caractéristiques statiques qui décrivent le ca-

ractère de la chaussée A cet effet, les signaux d'un

détecteur d'accélération de la carrosserie et d'un dé-

tecteur d'accélération de la roue, sont utilisés Dans cet article il est proposé un traitement distinct en fonction de la fréquence des inégalités détectées sur la chaussée dans différentes étendues de fréquences,

et à cet effet, plusieurs filtres branchés en parallè-

le sont mis en oeuvre L'inconvénient dans le cas d'un tel système, est la dépense élevée, d'une part, en ce qui concerne les détecteurs, et, d'autre part, en ce

qui concerne des filtres.

L'article de D Konik ("Berechnung unbekann-

ter Eingangssignale aus Messignalen an Beispiel der Unebenheitsermittelung", Automatisierungstechnik 39 ( 1991) 6 pages 205 à 210, traite du calcul de signaux d'entrée non connus à partir des signaux de mesure d'un système Dans ce cas, le profil de la chaussée est calculé à l'aide du plan d'un système inverse, à l'aide de signaux qui représentent l'accélération de

la carrosserie du véhicule et de signaux qui représen-

tent le trajet relatif entre la carrosserie et les

roues.

On connaît en outre des procédés pour la me-

sure de la distance du véhicule à la chaussée et la

détermination du profil de la chaussée par des détec-

teurs spéciaux (ultra-sons, radar, micro-ondes, ou au-

tres).

On se reportera en outre, en ce qui concerne

des méthodes statistiques aux passages de la littéra-

ture cités ci-après.

Le but de la présente invention est de con-

cevoir un système permettant d'obtenir un signal re-

présentatif de l'évolution de la surface de la chaus-

see. Ce but est atteint, en ce que des premiers signaux sont détectés qui représentent les déplacements relatifs entre la carrosserie du véhicule et au moins une roue, des premiers moyens sont prévus qui, en partant des

premiers signaux forment des seconds signaux qui re-

présentent l'évolution de la surface de la chaussée

sous la roue concernée roulant sur cette chaussée.

Dans le système selon l'invention, des in-

formations sont obtenues sur la qualité de la chaussée

pour les prendre en compte dans une pluralité de sys-

tèmes électroniques de commande et de réglage, pour

des véhicules automobiles routiers (voitures particu-

lières, motocyclettes, camions, ou autres) Ceci est notamment valable pour des systèmes de réglage, de commande et de contrôle de la dynamique de marche du

véhicule, tels que des systèmes pour empêcher le blo-

cage lors du freinage (ABS) ou bien des systèmes pour influencer le glissement du freinage, des systèmes pour la régulation du glissement de l'entraînement (ASR), des systèmes pour le contrôle de la stabilité

de marche, des systèmes pour la régulation de la di-

rection, ou bien des mécanismes de roulement adapta-

tifs, semi-actifs, partiellement actifs ou complète-

ment actifs L'invention décrit une possibilité de dé-

terminer un signal qui reproduise au moins approxima-

tivement l'évolution du profil de la chaussée en temps

réel A cet effet, on détecte des signaux qui repré-

sentent les mouvements relatifs entre la carrosserie

du véhicule et au moins une roue Partant de ces si-

gnaux, il est formé, conformément à l'invention, d'au-

tres signaux qui reproduisent, en temps réel, l'évolu-

tion de la surface de la chaussée sous la roue cons-

idérée roulant sur elle Le système, selon l'inven-

tion, peut être utilisé sur une ou plusieurs roues du véhicule. Dans une forme de réalisation avantageuse du système selon l'invention, il est prévu de réduire les signaux de temps qui représentent en temps réel le

profil de la chaussée (quantité de données élevée).

Pour la réduction de cette quantité de données élevée,

on détermine des grandeurs caractéristiques qui carac-

térisent l'évolution de la surface de la chaussée ou

bien la qualité de la surface de la chaussée (réduc-

tion de données).

Une autre forme de réalisation avantageuse

du système selon l'invention, consiste à réduire enco-

re une fois dans une autre étape, le nombre des gran-

deurs caractéristiques qui, comme décrit plus haut, sont déterminées en tant que résultats de la réduction

de données Ceci s'effectue, conformément à l'inven-

tion, par classifications de ces grandeurs caractéris-

tiques.

Dans le système selon l'invention, on déter-

mine donc des données qui reproduisent en temps réel

l'évolution du profil de la chaussée et/ou qui déli-

vrent des grandeurs caractéristiques pour l'évolution de la surface de la chaussée et/ou qui indiquent des

grandeurs caractéristiques classifiées Ces informa-

tions sur l'évolution de la surface de la chaussée, sont alors, conformément à l'invention, appliquées aux systèmes de réglage, de commande et/ou de contrôle, de

la dynamique de marche du véhicule Ces systèmes peu-

vent alors être adaptés à l'évolution de la surface de

la chaussée, en ce que les informations obtenues, con-

formément à l'invention, sont prises en compte de fa-

çon que les paramètres de réglage, par exemple des coefficients et/ou des valeurs de seuil, des valeurs

de consigne, de réglage, et/ou des parties de l'algo-

rithme de réglage du système de réglage, de commande

et/ou de contrôle de la dynamique de marche du véhicu-

le, soient adaptés à l'évolution de la chaussée Il

faut toutefois souligner que les informations obte-

nues, conformément à l'invention, sur la qualité de la

chaussée, ne peuvent pas être utilisées pour détermi-

ner l'état de la route (sec, mouillé, verglassé, ou autres) mais seulement pour décrire le profil de la

chaussée ou bien ses propriétés.

D'autres formes de réalisation avantageuses du système selon l'invention, font l'objet d'autres

caractéristiques de l'invention.

Un exemple de réalisation du système selon l'invention est représenté sur les dessins ci-joints

et va être exposé plus en détail dans la description

ci-après. Dans cet exemple de réalisation, le système conforme à l'invention, va être décrit à l'aide du schéma par blocs de la figure 1. Sur cette figure 1, les moyens de détection sont désignés par la référence 100 Les références 101, 102 et 103 désignent les premiers, les seconds,

et les troisièmes moyens de traitement des signaux.

Ils reçoivent des signaux des cinquièmes moyens qui sont désignés par la référence 105 La référence 104 désigne des systèmes de réglage, de commande et/ou de

contrôle de la dynamique de marche du véhicule.

Au cours d'une première étape, des premiers signaux qui représentent les mouvements relatifs entre la carrosserie du véhicule et au moins une roue, sont

détectés dans les moyens de détection 100 Ces pre-

miers signaux peuvent, par exemple, être des signaux traités en provenance de détecteurs qui mesurent le trajet de compression des ressorts et/ou la vitesse de

compression des ressorts entre la carrosserie du véhi-

cule et au moins une roue Si les trajets de compres-

sion des ressorts sont mesurés, on a à la sortie des

moyens de détection 100, les premiers signaux Xari(t).

Si les vitesses de compression des ressorts sont mesu-

rées dans les moyens de détection 100, on a alors à la sortie les premiers signaux Xari'(t) Dans ce cas, l'index i indique l'association des signaux à la i-éne unité de route En complément ou en remplacement des premiers signaux indiqués ci-dessus Xari (t) ou bien

Xari'(t), il peut également être détecté des quatriè-

mes signaux qui représentent les mouvements d'au moins un essieu du véhicule, par exemple, l'accélération de l'essieu. Le comportement au transfert des premiers

moyens 101 va être décrit ci-après à l'aide de la fi-

gure 2.

Les références 201, 202, 203, 204, 205 et 206 sur la figure 2 indiquent un modèle à deux corps pour une unité de roue La roue est en contact avec la chaussée 204 Dans ce cas, la rigidité du pneumatique est décrite sous forme de modèle en tant que ressort 205 avec la constante élastique Cr La combinaison du

ressort 206 et de l'amortisseur 203 dont la caracté-

ristique d'amortissement est susceptible d'être ré-

glée, figure dans ce cas pour le système de suspension et/ou d'amortissement, devant être commandé ou réglé, d'une unité de roue Dans cet exemple de réalisation, l'amortisseur 203 doit être supposé réglable, tandis que les propriétés du ressort 206 sont décrites par

une valeur constante C Xa ou bien Xr désigne le dé-

passement de la carrosserie 201 du véhicule, ou bien le déplacement de la roue, et en fait, le déplacement à partir de la position d'équilibre lors de l'arrêt du

véhicule (à l'état non chargé) Xe décrit les inégali-

tés du sol La masse de la carrosserie du véhicule est indiquée par Ma et celle de la roue par Mr Le capteur de valeurs de mesure 207 détecte les mouvements de compression du ressort de l'unité de roue Les signaux de sortie du capteur de valeurs de mesure 207 sont

éventuellement traités, et sont disponibles à la sor-

tie des moyens de détection 100 (figure 1) en tant que

premiers signaux Xari (t) ou bien Xari' (t).

Une bonne approximation des conditions dyna-

miques verticales de déplacement d'une unité de roue d'un véhicule réel est donnée par le modèle à deux corps représenté sur la figure 2 Avec les coordonnées et les paramètres du véhicule indiqué sur la figure 2, on obtient, en tant que corrélation théorique entre l'évolution de la surface de la chaussée Xe (t) et la distance mesurée par un détecteur 207 approprié entre

l'unité de roue et la carrosserie du véhicule, la re-

lation sous forme de formule dans la gamme de Laplace: (C*Cr+Cr*d*s*+ lC*(Mar)+Cr*Mal*s 2 +Mar*d*s +Ma*Mr* 4 Xe 2 Ma*Cr*s 2 ( 4) avec les variables de Laplace s, tandis que Mar = Ma +

Mr est la somme de la masse proportionnelle de la car-

rosserie du véhicule et de la masse de la roue, tandis

que Xari est la course relative de compression du res-

sort Xa Xr sur la i-ène unité de roue Pour la ré-

alisation pratique du système selon l'invention, de régulation du mécanisme de roulement, la relation ( 4) ne peut pas être utilisée dans de bonnes conditions, car l'intégration nécessairement deux fois répétée du signal de la course de compression du ressort ne peut pas être réalisée de façon stable dans un appareil de commande Une approximation appropriée de l'égalité ( 4)-est toutefois: (C*Cr+ Cr*d*s+(C*Mar+Cr*Ma)*s 2 +Mar*d*s 3 +Ma*Mr*s 4)* 2 Xari*w Xe= 2 2 2 Ma*Cr*(s+e) *(s + 2 *delta*w*s+w) ( 5)

dans laquelle les grandeurs e, W et delta sont des pa-

ramètres de filtration, qui sont par exemple adaptés aux signaux de mouvement de compression du ressort à

exploiter et qui garantissent une intégration stable.

La relation ( 5) décrit un filtre stable de quatrième ordre continu dans le temps Pour sa mise en

oeuvre dans un appareil numérique de commande, ce fil-

tre peut être discrétisé par des procédés connus Dans ce cas, le premier dispositif 101 a le comportement au transfert décrit dans la formule ( 5), tandis que la détection de la course de compression des ressorts, ou

bien de la course individuelle de compression du res-

sort est effectuée par les premiers moyens de détec- tion 100. En dehors de la représentation ici décrite, il est possible, en utilisant des procédés de réduc- tion d'ordre, de réduire le dispositif de filtration de quatrième ordre (n = 4) ici décrit, en ce que, par exemple une mise en équation: n n Xe Xari * l b *s 1 l/l a *s 3 l i= O j= 8 ( 6) dans le sens des plus petits carrés d'erreurs est

ajustée de façon que la relation ( 4) ou bien la rela-

tion ( 5) reçoive une approximation optimale dans une bande de fréquences considérée De ce fait, la dépense de calcul nécessaire dans l'appareil de commande peut

être à nouveau réduite.

Dans la mesure o, dans le véhicule considé-

ré, au lieu des signaux de course de compression de ressort Xari des signaux de vitesse de compression de ressort Xari' sont disponibles, la façon de procéder

décrite ci-dessus peut être utilisée de la même façon.

Dans ce cas, au lieu de la relation ( 4), on a la rela-

tion: (C*Cr+Cr*d*s+lC*(Mar)+Cr*Mal*s +Mar*d*s +Ma*Mrs * Xe Ma*Cr*s ( 7) et au lieu de la relation ( 6), on a la relation: (C*Cr+Cr*d*s+(C*Mar+Cr*Ma)*s +Mar*d*s +Ma*Mr*s 4 * Xari*w* Xe-*(s+w) ( 8) Ma*Cr*(s+e)3 *(s+ w) ( 8)

La façon de procéder décrite peut être ap-

pliquée à une ou plusieurs roues (i = 1,2,24666) du véhicule considéré C'est ainsi qu'on peut par exemple il

tenir seulement compte des signaux de course de com-

pression des ressorts des deux roues avant, car les

profils de chaussée associés aux roues arrière corres-

pondent approximativement à ceux des roues avant avec une différence de temps T, qui découle de la distance

L des essieux et de la vitesse de déplacement du véhi-

cule V selon l'égalité T = L/V.

Aux premiers moyens 101 sont appliqués, à

partir des cinquièmes moyens 105, les paramètres uti-

lisés dans les formules décrites ci-dessus, dans la mesure o ils ne sont pas mémorisés dans les premiers

moyens 101 sous la forme de paramètres constants No-

tamment les grandeurs e, W et delta qui sont par exem-

ple adaptées aux signaux de mouvement de compression de ressort à exploiter, sont sélectionnées d'une façon

appropriée par les cinquièmes moyens 105.

Du côté sortie des premiers moyens 101, on a les seconds signaux Si(t) qui représentent l'évolution

de la surface de la chaussée Xe sous la roue considé-

rée roulant sur elle Ces deux signaux Si(t) peuvent alors être directement appliqués aux systèmes 104 de réglage, de commande et/ou de contrôle de la dynamique

de marche du véhicule, car ces seconds signaux com-

prennent la totalité du contenu d'information sur l'é-

volution de la surface de la chaussée Dans cet exem-

ple de réalisation, des réductions des quantités de données des seconds signaux sont effectuées comme cela

sera décrit ci-après On arrive ainsi, selon la réali-

sation du système conforme à l'invention, à des infor-

mations plus ou moins détaillées sur l'évolution ac-

tuelle de la surface de la chaussée.

Dans une première étape pour la réduction

des données, les deuxièmes signaux Si(t) sont appli-

qués aux deuxièmes moyens 102 En partant des deuxiè-

mes signaux Si(t) ou bien également en partant de si-

gnaux de configurations différentes (par exemple de

signaux d'accélération verticale de l'essieu), on dé-

termine dans les deuxièmes moyens 102 une ou plusieurs

des grandeurs caractéristiques appropriées Ki(t) dé-

crivant la chaussée Cela signifie qu'à partir des si- gnaux de temps, par exemple des seconds signaux Si(t)

(quantité élevée de données), moins de grandeurs ca-

ractéristiques sont déterminées qui caractérisent l'é-

volution de la surface de la chaussée, ou bien la qua-

lité de la surface de la chaussée (réduction de don-

nées) Côté sortie des deuxièmes moyens 102, on a les troisièmes signaux Ki(t) La réduction du contenu

d'informations des seconds signaux Si(t) est ainsi ca-

ractéristique pour les deuxièmes moyens 102.

Pour l'obtention des grandeurs caractéristi-

ques Ki(t) (deuxièmes signaux), on peut utiliser les

différentes façons de procéder qui vont être présen-

tées ci-après Ces façons de procéder peuvent être utilisées individuellement ou en combinaison pour la

formation des grandeurs caractéristiques Ki(t).

1. Valeurs effectives (RMS) et/ou valeurs de pointes des deuxièmes signaux Si(t) décrivant l'évolution

de la surface de la chaussée.

* En partant des deuxièmes signaux Si(t), on

détermine des valeurs statistiques caractéristi-

ques, telles que des valeurs effectives RMS-(Root

Mean Squares), des valeurs effectives RMS glissan-

tes, et/ou des valeurs de pointes des seconds si-

gnaux Si(t) Pour la formation de valeurs effecti-

ves, les valeurs absolues des signaux précités peuvent être formées, soit de façon analogique,

soit de façon numérique (redressement) Grâce en-

suite à une filtration passe-bas, on obtient une valeur estimative pour la valeur effective Si, en

supplément, ou bien au lieu de la formation de la.

moyenne, les signaux pris en compte sont élevés au carré, puis filtrés passe-bas et si, ensuite la

racine est déterminée, on obtient alors des va-

leurs effectives RMS estimées.

Pour la formation de valeurs de pointes, on

considère sur un espace de temps déterminé, c'est-

à-dire sur un intervalle de temps susceptible d'ê-

tre choisi, l'amplitude de signal maximale inter-

venant des grandeurs considérées (deuxièmes si-

gnaux Si(t)) L'intervalle de temps susceptible d'être choisi doit, dans ce cas, être constamment asservi, au sens d'une fenêtre de temps glissante,

à l'évolution du temps réel.

2. Procédé de comptage pour déterminer la fréquence à l'intérieur de classes prédéfinies d'amplitudes de signaux et d'intervalles de temps susceptibles

d'être choisis.

Dans ce cas, il est effectué une répartition discrète des amplitudes des deuxièmes signaux

Si(t) par un tri selon les classes d'amplitudes.

Ensuite, on détermine la fréquence d'apparitions

de valeurs d'amplitudes correspondantes à l'inté-

rieur d'un espace de temps déterminé (intervalle de temps susceptible d'être choisi) L'espace de

temps considéré doit alors être constamment asser-

vi au cours du temps réel au sens d'une fenêtre de temps glissante Au lieu des valeurs effectives

(affectées d'un signe) d'amplitudes, on peut éga-

lement en remplacement, utiliser aussi les valeurs

absolues des amplitudes.

A partir de la répartition discrète des va-

leurs d'amplitude, on peut, au sens d'une autre

réduction des données, déterminer d'une façon sim-

ple des valeurs caractéristiques statistiques tel-

les que valeurs moyennes, dispersions ainsi que moments statistiques plus élevés Au sens d'une

autre réduction des données, il est notamment éga-

lement possible d'adapter des fonctions prédéfi-

nies du type de mise en équation indiquée, à la forme de la répartition des amplitudes, par exem-

ple dans le sens des plus petits carrés d'erreurs.

Les paramètres ainsi déterminés de cette fonction, peuvent être utilisés pour la classification A

titre d'exemple, citons ici l'adaptation d'une ré-

partition de Gauss auquel cas, à partir des para-

mètres de cette répartition de Gauss, on obtient

la valeur moyenne et la dispersion Un autre exem-

ple est l'adaptation d'une fonction polynôme Dans ce cas, il y a lieu d'utiliser comme paramètres

les coefficients du polynôme ou bien comme gran-

deurs caractéristiques les mises à zéro du polynô-

me.

3. Analyse de fréquence -

Dans ce cas, on détermine une répartition spectrale des amplitudes des deuxièmes signaux Si(t) en fonction de la fréquence, par application d'algorithmes connus pour l'analyse de fréquence (par exemple FFT, Brigham, E O: The Fast Fourier Transform, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1974) à l'intérieur d'un espace de temps déterminé (intervalle de temps susceptible d'être choisi) L'espace de temps considéré doit alors être asservi constamment à l'évolution du temps

réel dans le sens d'une fenêtre de temps glissan-

te.

A partir de la répartition spectrale discrè-

te en fréquence ainsi obtenue, des valeurs carac-

téristiques statistiques telles que valeurs moyen-

nes, dispersions et valeurs effectives des deuxiè-

mes signaux Si(t) peuvent être déterminées de fa-

çon simple dans le sens d'une autre réduction des données Dans le sens d'une autre réduction des données, il est en particulier également possible d'adapter des fonctions prédéfinies d'un type de mise en équation donnée à la forme de la réparti- tion spectrale, par exemple dans le sens de plus

petits carrés d'erreurs et d'utiliser des paramè-

tres ainsi obtenus de cette fonction pour la clas-

sification C'est ainsi qu'une fonction rationnel-

le fractionnaire peut être adaptée, tandis que

comme paramètres pour la classification, les coef-

ficients du polynôme ou bien les pôles ou les mi-

ses à zéro de la fonction rationnelle fractionnai-

re peuvent être choisis.

4 Procédé d'identification des paramètres.

Dans ce cas, il est identifié, à partir des

deuxièmes signaux Si(t) un modèle dynamique sim-

plifié, par exemple sous la forme d'une égalité de différences, d'une égalité différentielle ou bien

d'une fonction de transfert, de ce que l'on appel-

le un filtre de forme, qui ramène les deuxièmes

signaux Si(t) effectivement présents à un ou plu-

sieurs processus générateurs hypothétiques blancs Wi(t) (Box, G E P, Jenkiens, G M: Time Series Analysis-Forecasting and Control, Holden-Day, San Francisco, 1976) Pour l'identification de tels

modèles, on connaît de nombreux procédés d'identi-

fication de paramètres (Eykhoff, P: System Identi-

fication, Parameter and State Estimation, Wiley and Sons, London, 1974) Il est par exemple décrit à cet effet, dans la littérature, des méthodes

d'estimation Least-Square, des méthodes d'estima-

tion Maximum Likelihood, des procédés de corréla-

tion et des procédés basés FFT (Eykhoff, P: Sys-

tem Identification, Parameter and State Estima-

tion, Wiley and Sons, London, 1974 und Astrôm,

K.J: Maximum Likelihood and Prediction Error Me-

thods, Automatica ( 16) 1980, pp 551-574 und Ben-

dat, J S, Piersol, A G: Engineering Application of Correlation and Spectral Analysis, Wiley and

Sons, London, 1980).

Comme paramètre pour la classification de la

chaussée, on peut prendre dans ce cas, en considé-

ration, les intensités des processus générateurs blancs Wi(t) ainsi que les coefficients du filtre

de forme identifié (modèles dynamiques).

Par le traitement des deuxièmes signaux Si(t) dans les deuxièmes moyens 102, on arrive en uti-

lisant les façons de procéder décrites plus haut, aux paramètres ou bien aux grandeurs caractéristiques Ki(t) qui caractérisent l'évolution de la surface de la chaussée Les façons de procéder décrites plus haut

peuvent être appliquées individuellement ou en combi-

naison pour la détermination des grandeurs caractéris-

tiques Les intervalles de temps dans les façons de procéder décrites plus haut peuvent, ou bien être choisis fixes, ou bien être choisis en fonction de grandeurs qui influencent et/ou représentent l'état de marche du véhicule Ces intervalles de temps, ainsi

que d'autres paramètres pour la mise en oeuvre des fa-

çons de procéder décrites plus haut, sont appliqués

aux deuxièmes moyens 102 par l'intermédiaire des cin-

quièmes moyens 105 Dans ce cas, il y a lieu notamment de mentionner le choix des intervalles de temps qui est effectué automatiquement en fonction de la vitesse

de marche du véhicule et/ou de l'évolution de la sur-

face de la chaussée.

Côté sortie des deuxièmes moyens 102, on a les troisièmes signaux Ki(t) qui représentent les grandeurs caractéristiques déterminées selon une ou

plusieurs des façons de procéder décrites plus haut.

En partant de ces troisièmes signaux Ki(t), une réduc-

tion de données supplémentaire est effectuée dans les troisièmes moyens 103 Cela s'effectue de préférence par une classification des troisièmes signaux Ki(t). Cela peut s'effectuer en ce que les troisièmes signaux Ki(t) ou bien les valeurs caractéristiques déterminées

de la surface de la chaussée, sont comparés à une va-

leur de seuil ou à plusieurs valeurs de seuil diffé-

rentes La classification peut être exprimée sous la forme du résultat logique ou de la valeur numérique en fonction du résultat de la comparaison Dans le cas de plusieurs caractéristiques, il est judificieux, dans

le sens d'une "formation d'amas" de relier l'accom-

plissement des différentes valeurs de seuil correspon-

dantes à des enchaînements logiques supplémentaires

(ET-, OU, EXCLOUSIV-OU) ou à des combinaisons de ceux-

ci, et de n'appliquer un résultat de classification que lors de l'accomplissement des caractéristiques

ainsi enchaînées ou combinées.

Dans les troisièmes moyens 103, il s'effec-

tue ainsi pour la réduction des données, une classifi-

cation des troisièmes signaux Ki(t), de sorte que ces troisièmes signaux Ki(t) soient comparés avec des seuils, tandis que ces seuils sont choisis fixes ou

bien dépendants de grandeurs qui influencent et/ou re-

présentent l'état de marche du véhicule Côté sortie des troisièmes moyens 103, on a, en tant que résultat de la classification, les troisièmes signaux Kli(t)

classifiés.

Ces troisièmes signaux Kli(t) classifiés

sont appliqués aux systèmes 104 de réglage, de comman-

de et/ou de contrôle de la dynamique de marche du vé-

hicule Dans le cadre des systèmes 104 de réglage de commande et/ou de contrôle de la dynamique de marche du véhicule, il est tenu compte des troisièmes signaux classifiés Kli(t) en ce que les paramètres de réglage, par exemple les coefficients et/ou les valeurs de seuils, les valeurs de consigne et de réglage, et/ou des parties de l'algorithme de réglage des systèmes de

réglage, de commande, et/ou de contrôle de la dynami-

que de marche du véhicule, sont modifiées en fonction

de ces troisièmes signaux classifiés Kli(t).

Une telle adaptation des systèmes 104 de ré-

glage de commande et de contrôle de la dynamique de marche du véhicule à l'évolution de la surface de la chaussée, peut également s'effectuer en évitant les troisièmes moyens 103, grâce aux troisièmes signaux Ki(t) Dans les deux cas, cela signifie que le système considéré est adapté d'une certaine façon à la nature

de la chaussée.

En tant qu'exemple pour les systèmes 104 de réglage, de commande et/ou de contrôle de la dynamique

de marche du véhicule, il y a lieu de nommer les sys-

tèmes suivants Dans ce cas, des combinaisons des sys-

tèmes décrits ci-après peuvent également trouver leur application. I. Système de réglage de la dynamique verticale du véhicule. 1 système de réglage du mécanisme de roulement modification des paramètres de suspension et/ou d'amortissement par exemple dans le cadre d'un amortissement skyhook, d'un amortissement passif,

d'un amortissement sélectif en fréquence, d'un sys-

tème de réglage semi-actif ou partiellement actif du mécanisme de roulement, de façon à obtenir un

comportement aussi favorable que possible du véhi-

cule en ce qui concerne le confort et la sécurité

de marche pour le type de chaussée considéré.

II Système de réglage de la dynamique horizontale du véhicule. 1 Systèmes pour le contrôle de la stabilité de marche du véhicule: On connaît des systèmes qui contrôlent la stabilité du véhicule, par exemple lors de manoeuvres d'évi-

tements et qui, lors de l'approche de la zone limi-

te du véhicule, préviennent le conducteur ou même

interviennent automatiquement sur le système d'en-

traînement. 2 Systèmes de régulation de la direction, notamment systèmes pour la direction de l'essieu arrière: On connaît des systèmes de direction qui augmentent la stabilité du véhicule, par exemple dans le cas de manoeuvres d'évitement, par des interventions sur la direction appropriées dans le sens d'une commande ou d'une régulation Dans ce cas il y a

lieu de mentionner notamment des systèmes de direc-

tion dans lesquels en plus de l'essieu avant, éga-

lement les roues de l'essieu arrière peuvent être

dirigées.

3 Des systèmes pour empêcher le blocage lors du frei-

nage (ABS) ou bien des systèmes pour influencer le

glissement au freinage (amélioration de la stabili-

té, optimisation de l'aptitude à la conduite) sont

connus à partir de l'état de la technique.

4 Des systèmes pour la régulation du glissement à l'entraînement (ASR) sont également connus à partir

de l'état de la technique.

En corrélation avec les systèmes de réglage de la dynamique horizontale du véhicule, les efforts longitudinaux et latéraux susceptibles d'être transmis par les pneumatiques, ont une grande importance Dans

le cas d'une "mauvaise" qualité de chaussée, par exem-

ple pour de grandes amplitudes d'aspérités dans la

gamme des fréquences propres ou de la dynamique verti-

cale des roues, les variations de charge en résultant diminuent les efforts longitudinaux et latéraux de la roue susceptible d'être transmis Une procédure dans le sens du système décrit selon l'invention, donne la certitude que grâce à des mesures d'adaptation appro-

priées, le comportement du système contrôlant la dyna-

mique horizontale du véhicule peut être adapté de fa-

çon appropriée aux conditions de la chaussée Dans le cas des systèmes de réglage de la dynamique verticale du véhicule, le système de réglage du mécanisme de

roulement peut, par exemple, être influencé en fonc-

tion de la nature de la chaussée, de façon que lors de situations non critiques pour la marche du véhicule, un réglage aussi confortable que possible soit choisi,

tandis que dans des situations critiques pour la mar-

che du véhicule et avec de mauvaises propriétés conco-

mittantes de la chaussée, un réglage du mécanisme de

roulement aussi sûr que possible, par exemple un ré-

glage dur, puisse être réalisé.

Claims

REVENDICATIONS

1. Système pour l'obtention d'un signal re-

présentant la surface de la chaussée, destiné, notam-

ment à être utilisé pour des systèmes de réglage, de commande et/ou de contrôle, de la dynamique de marche

du véhicule dans des véhicules automobiles de trans-

port de personnes et dans des véhicules automobiles utilitaites, système dans lequel: des premiers signaux lXari(t) ou bien Xari'(t)l sont détectés, qui représentent les déplacement relatifs entre la carrosserie du véhicule et au moins une roue,

des premiers moyens ( 101) sont prévus qui, en par-

tant des premiers signaux lXari(t) ou bien Xari'(t)l forment des seconds signaux lSi(t)l qui représentent l'évolution de la surface de la chaussée sous la

roue concernée roulant sur cette chaussée.

2. Système selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que des seconds moyens ( 102) sont prévus, qui en partant des seconds signaux lSi(t)l forment des

troisièmes signaux lKi(t)l qui représentent des gran-

deurs caractéristiques appropriées pour l'évolution de

la surface de la chaussée.

3. Système selon l'une quelconque des re-

vendications 1 et 2, caractérisé en ce que des troi-

sièmes moyens ( 103) sont prévus pour la classification

des troisièmes signaux lKi(t)l.

4. Système selon l'une quelconque des re-

vendications 1 à 3, caractérisé en ce que les systèmes de réglage, de commande, et/ou de contrôle ( 104) de la

dynamique de marche du véhicule, sont adaptés à l'évo-

lution de la surface de la chaussée en ce qu'il est tenu compte des troisièmes signaux lKi(t)l et/ou des troisièmes signaux classifiés lKli(t)l, de sorte que

les paramètres de réglage, par exemple des coeffi-

cients et/ou des valeurs de seuil, des valeurs de con-

signe de réglage et/ou des parties de l'algorithme de réglage du système de réglage, de commande et/ou de contrôle de la dynamique de marche du véhicule, sont modifés en fonction des troisièmes signaux lKi(t)l

et/ou des troisièmes signaux classifiés lKli(t)l.

5. Système selon l'une quelconque des re-

vendications 1 à 4, caractérisé en ce que, comme sys-

tèmes de réglage, de commande et/ou de contrôle ( 104) de la dynamique de marche du véhicule, il est prévu: des systèmes de réglage de la dynamique verticale du

véhicule, tels que des systèmles de réglage du méca-

nisme de roulement du véhicule, et/ou des systèmes de réglage de la dynamique horizontale du véhicule, tels que des systèmes pour le contrôle de la stabilité de marche, pour la régulation de la

direction, notamment pour la régulation de la direc-

tion de l'essieu arrière, pour influencer le glisse-

ment de freinage et/ou pour la régulation du glisse-

ment de l'entraînement.

6. Système selon l'une quelconque des re-

vendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans les deuxièmes moyens ( 102) a lieu une réduction du contenu

d'information des deuxièmes signaux lSi(t)l.

7 Système selon l'une quelconque des re-

vendications 1 à 6, caractérisé en ce que dans les

troisièmes moyens ( 103) la classification des troisiè-

mes signaux lKi(t)l s'effectue de façon que ces troi-

sièmes signaux lKi(t)l sont comparés à un ou plusieurs seuils et les troisièmes signaux classifiés lKli(t)l sont formés en fonction de ces comparaisons, cependant que les seuils sont choisis fixes ou bien dépendants de grandeurs qui influencent et/ou représentent l'état

de marche du véhicule.

8 Système selon l'une quelconque des re-

vendications 1 à 7, caractérisé en ce que pour la ré-

duction du contenu d'information des seconds signaux lSi(t)l dans les deuxièmes moyens ( 102), des valeurs effectives et/ou des valeurs de pointes des seconds signaux lSi(t)J sont déterminées à des intervalles de temps susceptibles d'être choisis, et/ou

des procédés de comptage pour déterminer la fréquen-

ce à l'intérieur de classes d'amplitudes des signaux prédéfinies et d'intervalles de temps susceptibles d'être choisis, sont mis en oeuvre, et/ou la répartition spectrale des amplitudes des seconds

signaux lSi(t)l en fonction de la fréquence à l'in-

térieur d'intervalles de temps susceptibles d'être choisis, est déterminée, cependant que l'intervalle de temps est asservi au court temps réel au sens d'une fenêtre de temps glissante, et à partir de

cette répartition spectrale, des valeurs caractéris-

tiques statistiques, telles que valeurs moyennes, dispersion et valeurs effectives des seconds signaux lSi(t)l sont déterminées et/ou des procédés d'identification de paramètres sont mis en oeuvre, cependant que les intervalles de temps sont choisis fixes ou bien dépendants de grandeurs qui influencent

et/ou représentent l'état de marche du véhicule.

9. Système selon l'une quelconque des re-

vendications 1 à 8, caractérisé en ce que, en complé-

ment ou en remplacement des premiers signaux lXari(t)

ou bien Xari'(t)l, des quatrièmes signaux sont détec-

tés qui représentent les mouvements d'au moins un es-

sieu du véhicule, par exemple l'accélération de l'es-

sieu.

10. Système selon l'une quelconque des re-

vendications 1 à 9, caractérisé en ce que le comporte-

ment au transfert des premiers moyens ( 101) est déter-

miné au moyen d'un modèle de véhicule qui décrit la dynamique verticale d'une unité de roue d'un véhicule, auquel cas, par exemple, le comportement au transfert du premier moyen ( 101) peut être donné dans la gamme de Laplace, S étant la variable usuelle de Laplace, avec: (C*Cr+Cr*d*s+(C*Mar+Cr*Ma)*s +Mar*d*s +Ma*Mr*s)*w 2 Ma*Cr*(s+e) *(s + 2 *delta*w*s+w 2)

Lorsque des premiers signaux lXari(t)l, qui représen-

tent la course de compression des ressorts, s'appli-

quent en tant que signaux d'entrée au premier moyen ( 101), ou bien avec: (C*Cr+Cr*d*s+(C*Mar+Cr*Ma)*s +Mar*d*s +Ma*Mr*s)* w Ma*Cr*(s+e) *(s+w)

lorsque des premiers signaux lXari(t)l, qui représen-

tent la vitesse de compression des ressorts, s'appli-

quent en tant que signaux d'entrée au premier moyen

( 101).