FR2875461A1

FR2875461A1 - Motor vehicle`s e.g. commercial vehicle, dynamic magnitude controlling device, has sensors measuring information about occupants and luggage to send values of load and inertia to observation and yaw control units, to update load and inertia

Info

Publication number: FR2875461A1
Application number: FR0452131A
Authority: FR
Inventors: Eric Debernard; Jean Guillaume Meyrignac; Mickael Planelles; Christophe Portaz
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2004-09-23
Filing date: 2004-09-23
Publication date: 2006-03-24
Anticipated expiration: 2024-09-23
Also published as: FR2875461B1

Abstract

The device has sensors (50) e.g. infrared camera, arranged in a vehicle, to measure information relative to occupants and luggage of the vehicle for sending values of load and inertia of the vehicle to observation and yaw control units (21, 25), to update the load and inertia. The unit (21) determines a rate of yaw (22) and a flywheel value (23), and the unit (25) determines a moment of yaw correction using the load and inertia values. An independent claim is also included for a motor vehicle having a magnitude controlling device.

Description

DISPOSITIF PILOTE AGISSANT SUR UNE GRANDEURPILOT DEVICE ACTING ON A SIZE

DYNAMIQUE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un dispositif piloté agissant sur une grandeur dynamique d'un véhicule automobile, et plus particulièrement un dispositif comprenant au moins un bloc d'estimation d'une grandeur dynamique et un bloc de contrôle pour déterminer la correction nécessaire de cette grandeur pour stabiliser le véhicule, ces deux blocs utilisant au moins une valeur estimée de la charge et de l'inertie du véhicule. The present invention relates to a controlled device acting on a dynamic variable of a motor vehicle, and more particularly to a device comprising at least one dynamic magnitude estimation block and a control block for determining the dynamic range of a motor vehicle. necessary correction of this magnitude to stabilize the vehicle, these two blocks using at least an estimated value of the load and the inertia of the vehicle.

Selon le principe fondamental de la dynamique, les évolutions de la hauteur du centre de gravité et des inerties interviennent sur le comportement du véhicule. Lors d'un freinage ou d'une prise de virage, des reports de charge longitudinaux et transversaux ont lieu; ils sont fonctions de la hauteur du centre de gravité et des inerties du véhicule. La connaissance de l'évolution de ces grandeurs est nécessaire pour piloter les systèmes actifs équipant le véhicule. Dans les systèmes actuels, cette évolution est négligée ou au mieux estimée. According to the fundamental principle of dynamics, changes in the height of the center of gravity and inertia affect the behavior of the vehicle. During braking or cornering, longitudinal and transverse load reports are made; they are functions of the height of the center of gravity and the inertia of the vehicle. The knowledge of the evolution of these quantities is necessary to control the active systems equipping the vehicle. In current systems, this evolution is neglected or at best estimated.

A l'heure actuelle, lors du développement et de la mise au point d'un châssis passif, on optimise dans un compromis roulage à vide/roulage en charge les caractéristiques telles que les lois effort-vitesse des amortisseurs ou la raideur des ressorts par exemple. Pour un véhicule utilitaire ou familial, ce compromis est d'autant plus difficile à obtenir que l'écart de masse entre roulage à vide/roulage en charge est important. Pour des raisons de sécurité, ce compromis est souvent placé vers la charge et engendre à vide des problèmes d'inconfort. At the present time, during the development and development of a passive chassis, the characteristics such as the force-speed laws of the dampers or the stiffness of the springs are optimized in a compromise between idling and rolling under load. example. For a commercial or family vehicle, this compromise is all the more difficult to obtain as the difference in mass between idling / driving under load is important. For safety reasons, this compromise is often placed on the load and causes problems of discomfort to empty.

Pour un véhicule équipé d'un ou plusieurs systèmes pilotés, les stratégies de régulation doivent être robustes aux variations de la charge et de sa répartition. Dans le modèle de référence, l'estimation des volontés du conducteur et la détermination des consignes de l'actionneur ne tiennent aujourd'hui pas compte de la variation d'inertie et de hauteur du centre de gravité. De plus, pour tout système châssis piloté en boucle ouverte, la consigne de l'actionneur est mise au point pour un cas de charge ce qui engendre à vide les mêmes désagréments qu'avec un châssis passif. For a vehicle equipped with one or more piloted systems, control strategies must be robust to changes in load and distribution. In the reference model, the estimation of the will of the driver and the determination of the instructions of the actuator do not take into account today the variation of inertia and height of the center of gravity. In addition, for any open-loop controlled chassis system, the actuator setpoint is developed for a load case which causes the same inconvenience to empty as with a passive chassis.

Un des objectifs de l'invention est donc de mettre à jour, dans le modèle de référence du système piloté, la hauteur du centre de gravité et les termes d'inertie en estimant la charge due entre autres aux passagers, et/ou aux bagages. One of the objectives of the invention is therefore to update, in the reference model of the controlled system, the height of the center of gravity and the terms of inertia by estimating the load due among others to passengers, and / or luggage .

Pour répondre à ces objectifs, l'invention propose un dispositif piloté du type décrit précédemment, caractérisé en ce que des capteurs spécifiques sont répartis dans le véhicule et mesurent des informations relatives aux occupants et aux bagages du véhicule, de sorte que ces capteurs renvoient vers le bloc d'estimation et le bloc de contrôle des valeurs permettant de mettre à jour la charge et l'inertie du véhicule. To meet these objectives, the invention proposes a controlled device of the type described above, characterized in that specific sensors are distributed in the vehicle and measure information relating to occupants and vehicle luggage, so that these sensors return to the estimation block and the value control block making it possible to update the load and the inertia of the vehicle.

Selon différentes caractéristiques de la présente invention: - au moins un des capteurs spécifiques est un capteur de poids intégré â un siège du véhicule. According to various features of the present invention: at least one of the specific sensors is a weight sensor integrated into a vehicle seat.

- au moins un des capteurs spécifiques est un capteur de poids placé dans le coffre à bagages du véhicule. - At least one of the specific sensors is a weight sensor placed in the boot of the vehicle.

- au moins un capteur de poids est couplé à une caméra apte à détecter la position du bagage ou du passager. - At least one weight sensor is coupled to a camera capable of detecting the position of the luggage or passenger.

- au moins un des capteurs spécifiques est une caméra trois dimensions à infrarouge. at least one of the specific sensors is a three-dimensional infrared camera.

- les capteurs spécifiques mesurent les informations relatives aux occupants et aux bagages du véhicule en temps réel. - the specific sensors measure the occupant and luggage information of the vehicle in real time.

- les capteurs spécifiques mesurent les informations relatives aux occupants et aux bagages du véhicule à chaque démarrage de ce véhicule. the specific sensors measure the information relating to the occupants and the luggage of the vehicle each time this vehicle is started.

- les informations relatives aux passagers des capteurs spécifiques sont utilisées pour des systèmes de sécurité passive, de type déclenchement d'airbag, et en ce que ces informations sont partagées sur un réseau de communication du véhicule. the information relating to the passengers of the specific sensors is used for passive safety systems, of the airbag triggering type, and in that this information is shared over a vehicle communication network.

L'invention vise à protéger également un véhicule automobile comportant un dispositif piloté agissant sur la dynamique du véhicule. The invention aims also to protect a motor vehicle comprising a controlled device acting on the dynamics of the vehicle.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de Iaquelle on se reportera à : - la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de contrôle d'une grandeur dynamique du véhicule selon un premier mode de réalisation de l'invention. Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which one will refer to: FIG. 1 is a schematic representation of a device for controlling a dynamic magnitude of vehicle according to a first embodiment of the invention.

Tel que représenté sur la figure 1, des capteurs spécifiques 50 font partie du dispositif piloté du véhicule. Ils permettent entre autres une meilleure connaissance de la position du centre de gravité, de l'inertie du véhicule et de la position des charges. As shown in FIG. 1, specific sensors 50 are part of the piloted device of the vehicle. They allow among other things a better knowledge of the position of the center of gravity, the inertia of the vehicle and the position of the loads.

A ce titre, pour l'estimation de l'influence des passagers, des capteurs de poids peuvent être intégrés aux sièges. De tels capteurs sont utilisés à l'heure actuelle dans les sièges avant pour le réglage de système de sécurité passive, du type airbags et prétensionneurs de ceinture de sécurité. De plus, des capteurs de présence, de position et de corpulence des passagers sont également prévus. Des caméras infrarouge placées dans l'habitacle et munies de système de reconnaissance permettent de détecter la présence et la position des occupants du véhicule, et d'estimer leur poids par l'obtention d'une imagerie en trois dimensions. Il sera compris que l'un de ces systèmes de détection peut être utilisé dans le cadre de l'invention, indépendamment ou en collaboration avec l'autre système, pour détecter l'influence des passagers. As such, for the estimation of the influence of passengers, weight sensors can be integrated into the seats. Such sensors are currently used in the front seats for the adjustment of passive safety system, type airbags and seat belt pretensioners. In addition, presence sensors, position and body of passengers are also provided. In-car infrared cameras equipped with a recognition system detect the presence and position of the occupants of the vehicle and estimate their weight by obtaining three-dimensional imaging. It will be understood that one of these detection systems can be used in the context of the invention, independently or in collaboration with the other system, to detect the influence of passengers.

De même. pour l'estimation de l'influence des bagages, des capteurs dimensionnels peuvent mesurer la variation de hauteur des suspensions suite à la mise en place des bagages et déterminer ainsi le poids mis dans le coffre et dans les différentes zones de rangement du véhicule. Pour une mesure directe, il peut également être envisagé de placer un capteur de poids dans le coffre, et éventuellement dans les différentes zones de rangement disséminées dans le véhicule. Dans le coffre, il est intéressant de coupler ces mesures avec un dispositif de surveillance pour obtenir une information de la position des bagages, ce qui influence sur la position du centre de gravité de cet entité bagages. Similarly. for the estimation of the influence of baggage, dimensional sensors can measure the variation in height of the suspensions following the placement of luggage and thus determine the weight put in the trunk and in the various storage areas of the vehicle. For a direct measurement, it can also be considered to place a weight sensor in the trunk, and possibly in the various storage areas scattered throughout the vehicle. In the trunk, it is interesting to couple these measurements with a monitoring device to obtain information on the position of the luggage, which influences the position of the center of gravity of this baggage entity.

Classiquement, un système piloté utilise dans son modèle véhicule les informations de charge et d'inertie du véhicule au cours de deux étapes, à savoir en premier lieu pour estimer le comportement du véhicule et/ou la volonté de la trajectoire du conducteur, puis en second lieu et lorsque cela est nécessaire pour stabiliser le véhicule, pour déterminer la correction à apporter aux grandeurs dynamiques estimées. Conventionally, a controlled system uses in its vehicle model the information of load and inertia of the vehicle during two stages, namely in the first place to estimate the behavior of the vehicle and / or the will of the driver's trajectory, then in secondly, and when necessary to stabilize the vehicle, to determine the correction to be made to the estimated dynamic quantities.

Par la suite, la description va porter sur un cas particulier de système piloté, à savoir un système de correction de trajectoire par freinage différentiel, Il sera compris que cet exemple n'est pas limitatif de l'invention et que le système piloté pourra également prendre la forme d'un système de pilotage des organes de direction, ou d'un système de pilotage des organes de suspension. Subsequently, the description will relate to a particular case of a controlled system, namely a differential braking trajectory correction system. It will be understood that this example is not limiting of the invention and that the controlled system may also be used. take the form of a steering system of the steering bodies, or a steering system of the suspension members.

En premier lieu, à l'aide de l'angle au volant av et de la dynamique angulaire DA du véhicule, représentative de la volonté du conducteur exprimée par l'intermédiaire du volant, on estime la trajectoire _ consigne selon la formule suivante: É yr_consigne av * Vref nL + DA* Vref aavec VreN= vitesse du véhicule L = empattement n = démultiplication de la direction La valeur de la dynamique angulaire DA est calculée en fonction de l'état de charge du véhicule: DA= Ml - M2 2*Dl 2*D2 avec Ml / M2 = masse au train avant/arrière DI / D2 = rigidité de dérive du train avant/arrière Grâce aux différents capteurs vus précédemment, les valeurs Ml et M2 peuvent être calculées et réactualisées en temps réel dans le modèle de référence du calculateur de correction de trajectoire. Ce système permet donc d'améliorer la précision de l'estimation de la volonté du conducteur. Firstly, using the steering wheel angle av and the vehicle's angular momentum DA, representative of the driver's will expressed via the steering wheel, it is estimated that the trajectory is set according to the following formula: yr_set with * Vref nL + DA * Vref with VreN = speed of the vehicle L = wheelbase n = reduction of the direction The value of the angular dynamic range DA is calculated according to the state of charge of the vehicle: DA = Ml - M2 2 * Dl 2 * D2 with Ml / M2 = mass at the front / rear axle DI / D2 = drift rigidity of the front / rear axle Thanks to the different sensors seen above, the values Ml and M2 can be calculated and updated in real time in the reference model of the trajectory correction calculator. This system therefore makes it possible to improve the precision of the estimate of the driver's will.

En second lieu, un moment de lacet de correction est déterminé à partir de l'écart entre la trajectoire désirée;_consigne et la trajectoire réelle ijr_réel. Ce moment correctif My est estimé par le calculateur puis traduit en efforts à délivrer aux roues. La connaissance des charges et de leurs positions permet de déterminer avec plus de précision d'une part l'inertie du véhicule pour améliorer la détermination de la consigne de moment de lacet, et d'autre part le potentiel de transmission d'effort de chaque pneu à la route pour améliorer la distribution du moment de lacet à appliquer entre les différents actionneurs. En considérant les charges comme des niasses ponctuelles, le centre de gravité du véhicule chargé est défini comme le barycentre des centres de gravité respectifs du conducteur, des passagers et des bagages. On obtient ainsi par une relation mathématique connue le déplacement du centre de gravité du à la charge en introduisant la masse et la position dans l'espace du conducteur, des passagers et des bagages. De même, l'inertie du véhicule chargé est donnée par le théorème de Huygens, en introduisant les mêmes données et l'inertie du véhicule à vide. L'utilisation de caméras permet ainsi de supprimer l'approximation des masses ponctuelles et de réaliser un calcul de la hauteur du centre de gravité et des inerties plus réaliste Les différents éléments vus ci-dessus s'intègrent dans le système piloté du véhicule selon un agencement représenté à titre d'exemple à la figure 1 et relatif à un système de contrôle de trajectoire. In the second place, a correction yaw moment is determined from the difference between the desired trajectory and the real trajectory. This corrective moment My is estimated by the calculator then translated into efforts to deliver to the wheels. The knowledge of the loads and their positions makes it possible to determine more precisely on the one hand the inertia of the vehicle to improve the determination of the yaw moment setpoint, and on the other hand the force transmission potential of each tire to the road to improve the distribution of the yaw moment to be applied between the different actuators. By considering loads as point loads, the center of gravity of the loaded vehicle is defined as the center of gravity of the respective centers of gravity of the driver, passengers and baggage. The displacement of the center of gravity from the load is thus obtained by a known mathematical relation by introducing the mass and the position in the space of the driver, the passengers and the luggage. Similarly, the inertia of the loaded vehicle is given by the Huygens theorem, introducing the same data and the inertia of the unladen vehicle. The use of cameras thus makes it possible to eliminate the approximation of the point masses and to make a calculation of the height of the center of gravity and the more realistic inertia. The various elements seen above are integrated into the driven system of the vehicle according to a arrangement shown by way of example in Figure 1 and relating to a trajectory control system.

Des actionneurs 10 reçoivent des commandes d'une unité de contrôle 20 et transmettent des actions correspondantes à des organes du véhicule 30, en terme par exemple de freinage, d'accélération et dans le cas présent de direction. Des premiers capteurs 40 relèvent des informations relatives à la dynamique du véhicule et relatives au fonctionnement des actionneurs 10. Ces informations sont ensuite transmises à l'unité de contrôle 20. Actuators 10 receive commands from a control unit 20 and transmit corresponding actions to vehicle members 30, in terms of, for example, braking, acceleration and in this case steering. First sensors 40 record information relating to the dynamics of the vehicle and relating to the operation of the actuators 10. This information is then transmitted to the control unit 20.

Au sein de cette unité de contrôle, un premier bloc d'observation 21 analyse les informations reçus des capteurs et détermine en particulier les consignes du conducteur en terme de vitesse de lacet de consigne 22, et de consigne volant 23. En sortie de ce premier bloc 21., ces deux consignes 22 et 23 sont mises en commun avec la vitesse de lacet réelle mesurée 24 qui est donnée par les premiers capteurs 40. La donnée qui en résulte est une entrée d'un deuxième bloc de contrôle du lacet 25, qui détermine le moment de lacet correcteur 26. Ce moment de lacet correcteur 26 est transmis alors à un troisième bloc de distribution 27 qui a pour tâche de répartir le moment 26 en plusieurs commandes à effectuer par les actionneurs 10. Within this control unit, a first observation block 21 analyzes the information received from the sensors and determines in particular the instructions of the driver in terms of reference yaw rate 22, and steering setpoint 23. At the output of this first block 21., these two setpoints 22 and 23 are combined with the actual measured yaw rate 24 which is given by the first sensors 40. The resulting data is an input of a second yaw control block 25, which determines the correcting yaw moment 26. This corrective lace moment 26 is then transmitted to a third distribution block 27 which has the task of distributing the moment 26 into several commands to be performed by the actuators 10.

Selon l'invention, des capteurs spécifiques 50 et par exemple de présence, de position, de poids ou de corpulence, envoient les informations relatives aux passagers et aux bagages aux différents blocs de l'unité de contrôle 20. Les informations transmises au premier bloc d'observation 21 permettent une meilleure connaissance de la position du centre de gravité et du comportement quasi-statique, ces données étant importantes pour déterminer la vitesse de lacet de consigne 22. Les informations transmises par les capteurs spécifiques 50 au deuxième bloc de contrôle 25 permettent une meilleure connaissance de la position du centre de gravité et de t'inertie du véhicule. Comme vu précédemment, ces éléments permettent une détermination optimisée du moment de lacet correcteur 26. Enfin, les informations transmises au troisième bloc de distribution 27 permettent une meilleure connaissance de la position des charges et donc du potentiel de chaque pneu, ce qui est un élément très important pour décider au mieux de la répartition des actions à fournir par chaque actionneur 10. According to the invention, specific sensors 50 and, for example, presence, position, weight or corpulence, send the information relating to passengers and baggage to the different blocks of the control unit 20. The information transmitted to the first block observation 21 allow a better knowledge of the position of the center of gravity and the quasi-static behavior, these data being important for determining the reference yaw rate 22. The information transmitted by the specific sensors 50 to the second control block 25 allow a better knowledge of the position of the center of gravity and the uncertainty of the vehicle. As seen above, these elements allow an optimized determination of the corrective lace moment 26. Finally, the information transmitted to the third distribution block 27 allow a better knowledge of the position of the loads and therefore of the potential of each tire, which is an element very important to decide the best distribution of the actions to be provided by each actuator 10.

Ces informations relevées par les capteurs 50 concernant les passagers et les bagages compris dans le véhicule peuvent être mesurées en temps réel et acheminées continuellement vers les différents blocs du dispositif de correction de trajectoire 1. Ces informations peuvent également être mesurées à chaque démarrage du véhicule, étant convenu que dans une situation conventionnelle, les bagages et les passagers du véhicule ne peuvent quitter le véhicule que lors de son arrêt complet, moteur arrêté ou non. This information recorded by the sensors 50 concerning the passengers and the luggage included in the vehicle can be measured in real time and routinely conveyed to the different blocks of the trajectory correction device 1. This information can also be measured at each start of the vehicle, being agreed that in a conventional situation, the baggage and passengers of the vehicle may not leave the vehicle until its complete stop, engine stopped or not.

Il sera compris que les capteurs spécifiques 50 de présence, de position, de poids, ou encore de corpulence, ne sont pas initialement prévus dans un dispositif piloté d'une grandeur dynamique. Ces capteurs 50 doivent donc être implémentés dans le véhicule. Dans le cas où des capteurs de ce type sont utilisés dans le véhicule pour d'autres systèmes du véhicule, et par exemple le déclenchement des airbags, le dispositif piloté 1 selon l'invention visera à récupérer les informations fournis par ces capteurs 50, qui seront pour cela mis à disposition sur le réseau du véhicule. Il n'y a alors pas de surcoût prohibitif. It will be understood that the specific sensors 50 of presence, position, weight, or even body build, are not initially provided in a controlled device of a dynamic magnitude. These sensors 50 must therefore be implemented in the vehicle. In the case where sensors of this type are used in the vehicle for other systems of the vehicle, and for example the triggering of the airbags, the driven device 1 according to the invention will seek to recover the information provided by these sensors 50, which will be made available on the vehicle network. There is no prohibitive extra cost.

L'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. The invention is not limited to the embodiment described and illustrated which has been given by way of example.

Claims

CLAIMS.

1. / controlled device acting on the dynamics of a motor vehicle and comprising at least one observation block (21) of a dynamic magnitude and a control block (25) to determine the necessary correction (26) of this magnitude for stabilizing the vehicle, these two blocks (21, 25) using at least one estimated value of the load and inertia of the vehicle, characterized in that specific sensors (50) are distributed in the vehicle and measure information relating to to the occupants and the luggage of the vehicle, so that these sensors (50) return at least to the observation block (21) and the control block (25) values to update the load and the inertia of the vehicle.

Device according to claim 1, characterized in that at least one of the specific sensors (50) is a weight sensor integrated into a seat of the vehicle.

3. / Device according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the specific sensors (50) is a weight sensor placed in the boot of the vehicle.

4. / Device according to claim 2 or 3, characterized in that at least one weight sensor is coupled to a camera adapted to detect the position of the baggage or passenger. to

5.1 Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the specific sensors (50) is a three-dimensional infrared camera.

6. / Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the specific sensors (50) measure the information relating to the occupants and luggage of the vehicle in real time, and continuously return at least to the block of observation (21) and the control block (25) updated values of the load and the inertia of the vehicle.

7. / Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the specific sensors (50) measure the information relating to the occupants and vehicle luggage at each start of the vehicle.

8. / Device according to one of the preceding claims, characterized in that the passenger information recorded by the specific sensors (50) are used for passive safety systems, type airbag trigger, and in that these information is shared over a vehicle communication network.

9. / Motor vehicle comprising a controlled device according to one of the preceding claims.