FR2915447A1 - Methode de modelisation d'un vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une méthode pour déterminer en temps réel dans un véhicule, notamment d'un véhicule automobile, une vitesse de lacet de référence (Vpsiref) du véhicule à partir de valeurs mesurées telles que la vitesse longitudinale du véhicule et l'angle de braquage du véhicule, ou bien une estimation de la vitesse latérale ou dérive du véhicule à partir de valeurs mesurées telles que la vitesse longitudinale du véhicule et l'angle de braquage du véhicule ainsi qu'une valeur mesurée de vitesse de lacet (Vpsi mes), en exploitant un modèle de type bicyclette dit étendu dans lequel la dérivée de la vitesse de lacet dépend du couple de lacet subi par le véhicule et d'un correctif dépendant de la vitesse latérale ou dérive du véhicule.L'invention concerne les systèmes de correction de trajectoire.

Description

Méthode de modélisation d'un véhicule automobile
L'invention concerne la régulation de la dynamique transversale, c'est à dire latérale, d'un véhicule, notamment d'un véhicule automobile. Une telle régulation intervient par exemple dans un système de type ESP (Electronic Stability Program), pour corriger la trajectoire réelle du véhicule afin de la ramener à une trajectoire de référence. Dans une telle régulation, la trajectoire du véhicule est ramenée à une trajectoire de référence en corrigeant la vitesse de lacet du véhicule qui est sa vitesse de rotation autour de l'axe vertical passant par le centre de gravité du véhicule. La vitesse de lacet réelle est mesurée ou évaluée, et elle est corrigée par le régulateur pour la faire correspondre avec la vitesse de lacet de la trajectoire de référence ou vitesse de lacet de référence.
La vitesse de lacet de référence correspond par exemple à la vitesse de lacet résultant de l'angle du volant du véhicule, c'est-à-dire de l'angle de braquage, et de la vitesse longitudinale du véhicule. S'il existe un écart significatif entre la vitesse de lacet mesurée et la vitesse de lacet de référence, cela signifie que le véhicule est en train de déraper, de sorte qu'il est nécessaire de corriger sa trajectoire. Pour corriger la vitesse de lacet, le régulateur pilote l'un ou l'autre des différents systèmes, équipant le véhicule, permettant une action potentielle sur le comportement du véhicule. le régulateur peut solliciter le système de freinage pour freiner plus fortement une roue qu'une autre afin d'appliquer un couple de lacet au véhicule, ce qui correspond au mode de réaction d'un système ESP (Electronic Stability Program). Si le véhicule a une direction active, telle qu'une direction assistée, c'est-à-dire pilotable, elle peut aussi être commandée pour modifier la vitesse de lacet. Il peut encore être équipé d'un différentiel pilotable pour être bloqué, ce qui permet de changer le couple transmis aux roues pour modifier le couple de lacet appliqué au véhicule. Il est aussi possible de modifier le couple de lacet en pilotant la boîte de vitesses et/ou l'embrayage par modification du couple transmis par le moteur aux roues motrices. Le couple transmis aux roues motrices peut aussi être modifié en pilotant directement le moteur thermique.
Il est encore possible de modifier la vitesse de lacet en agissant sur des ailerons mobiles équipant le véhicule, sur sa suspension semi-active ou active, ou encore sur le braquage des roues arrières lorsqu'il s'agit de roues directrices.
Dans la figure 1, on a représenté une partie d'un asservissement de régulation connu sous forme d'un schéma bloc, dans lequel evo,ant désigne l'angle volant ; Vveh la vitesse longitudinale du véhicule ; Vv ref la vitesse de lacet de référence ; et Vv mes la vitesse de lacet mesurée. La vitesse de lacet de référence est déterminée avec un modèle dit de bicyclette, en prenant en compte l'angle du volant evolant ou l'angle de braquage p et la vitesse longitudinale du véhicule Veh, d'autres variables pouvant aussi être prises en compte. Selon le modèle bicyclette, qui est schématisé en figure 2, on considère que le véhicule est symétrique par rapport à son axe longitudinal, qu'il a une vitesse longitudinale constante, et qu'il n'existe pas de transfert de charge gauche-droite ou avant-arrière. Le tangage ou le roulis n'ont pas d'effet sur ce modèle qui comprend une seule roue avant et une seule roue arrière repérées respectivement par Rav et Rar. On désigne par Vv la vitesse de lacet ; par V, Vav, Var la vitesse du véhicule respectivement au centre de gravité G , au milieu de l'essieu avant et au milieu de l'essieu arrière, la vitesse V du véhicule à son centre de gravité ayant une composante longitudinale Vx et une composante latérale Vy. On désigne par Fy~, Fy2, l'effort latéral respectivement avant et arrière ; par 8, 6av, et bar, l'angle de dérive respectivement au centre de gravité G, à l'avant et à l'arrière ; par Lav et Lar, l'empattement avant et arrière ; par p, l'angle de braquage ; et par FXl l'effort longitudinal avant. Comme visible sur la figure, l'angle de dérive en un point du véhicule est l'angle entre le vecteur vitesse au point considéré et l'axe longitudinal du véhicule. En ce qui concerne les efforts longitudinaux et latéraux, ils désignent les efforts appliqués par le sol aux roues avant ou arrière. En supposant les angles petits et la vitesse longitudinale constante, et en appliquant le principe fondamental de la dynamique, on obtient les relations suivantes pour le cas d'un modèle bicyclette, dans lesquelles les efforts latéraux ne sont pas exprimés.
V =F1+Fy2V V v m x w v. Lav * Fyl ù Lar * Fy2 l z Les efforts latéraux sont exprimés en fonction de la dérive, de l'angle de braquage et de la rigidité de dérive Cav et Car qui sont des paramètres du véhicule, avec les relations ci-dessous qui expriment l'effort latéral en fonction de la vitesse de lacet, de la vitesse latérale et de la vitesse longitudinale. 3 (I) Vx V y ùLar*Vv ar VxFF1 =Cav*((3 ùbav) Fy2 = ùCar*âar ù Vy + Lav * Vv av Avec ce modèle bicyclette, la vitesse de lacet du véhicule peut être mise à jour en temps réel à partir de la connaissance de la vitesse du véhicule 10 et de l'angle de braquage ou angle de volant. Partant des relations (II), on peut par exemple remplacer dans les expressions des efforts latéraux, les dérives par leurs expressions en fonction des vitesses longitudinale et transversale et de lacet, pour exprimer les efforts latéraux en fonction de ces vitesses et de l'angle de braquage. 15 Les efforts latéraux ainsi exprimés sont ensuite mis dans les relations (I), ce qui donne deux équations dont les variables sont les vitesses longitudinale, latérale et de lacet, les dérivées des vitesses latérale et de lacet ainsi que l'angle de braquage. A un instant courant considéré, l'angle de braquage et la vitesse 20 longitudinale Vx sont connus en étant par exemple fournis par des capteurs correspondants. La vitesse de lacet et sa dérivée ainsi que la vitesse latérale et sa dérivée peuvent ainsi être actualisés en utilisant la vitesse de lacet et la vitesse latérale déterminées à l'instant précédent. Ceci permet ainsi de déterminer continûment une vitesse de lacet de 25 référence ainsi qu'une vitesse latérale ou dérive de référence. Le modèle bicyclette permet alors de fournir une vitesse de lacet de référence, pouvant être comparée à une vitesse de lacet mesurée ou estimée, pour que le régulateur corrige la trajectoire du véhicule lorsqu'il existe un écart trop important entre la vitesse de lacet mesurée ou estimée et la vitesse de lacet de référence. Mais il s'avère que d'une manière générale, le modèle bicyclette simple donné ci-dessus est trop éloigné de la réalité. Ceci apparaît sur le graphe de la figure 3 qui illustre l'écart entre l'accélération latérale mesurée et l'accélération latérale simulée avec un modèle bicyclette connu. L'accélération latérale mesurée résulte par exemple d'accéléromètres équipant le véhicule, alors que l'accélération latérale résultant du modèle est par exemple déduite des efforts latéraux déterminés avec ce modèle bicyclette connu. Dans ce graphe, la droite oblique représente la référence, c'est-à-dire l'accélération mesurée directement, et le nuage de points l'accélération latérale simulée avec le modèle bicyclette. L'accélération latérale simulée avec le modèle bicyclette est la dérivée de la vitesse latérale déduite à partir des mesures de vitesses longitudinale et d'angle de braquage, comme indiqué plus haut. Comme on le voit sur le graphe, dès que l'accélération latérale est non nulle, le modèle bicyclette s'éloigne significativement de la réalité, l'erreur étant rapidement de l'ordre de 30%.
Il s'ensuit que la mise en oeuvre du modèle bicyclette tel que défini ci-dessus est inadaptée : si l'on prend comme vitesse de lacet de référence celle que fournit ce modèle, le véhicule peut avoir un comportement dangereux dès que l'accélération transversale devient grande. En effet, dans une telle situation, le régulateur tente de corriger la trajectoire du véhicule pour atteindre des paramètres de trajectoire qui ne peuvent pas être atteints. En d'autres termes, le modèle bicyclette simple surestime la tendance qu'a le véhicule à braquer. C'est la raison pour laquelle, avec les modèles bicyclette connus, il est nécessaire de modifier les paramètres physiques ou de rajouter des atténuations empiriques des vitesses issues du modèle pour diminuer l'erreur. C'est aussi une des raisons pour lesquelles les systèmes ESP ne sont pas performants lorsque le véhicule est en sous-virage, mais seulement lorsque le véhicule est en survirage. D'une façon générale, le modèle bicyclette exploité dans la régulation de trajectoire est tout à fait déterminant pour déterminer la vitesse de lacet de référence comme indiqué plus haut, mais aussi pour déterminer d'autres variables du vecteur d'état du véhicule.
A cet effet, l'invention a pour objet de proposer un modèle bicyclette étendu de véhicule automobile donnant des résultats plus réalistes et plus robustes que les modèles connus tout en nécessitant un temps de calcul suffisamment faible pour pouvoir permettre son exploitation en temps réel.
A cet effet, l'invention a pour objet une méthode pour déterminer en temps réel dans un véhicule, notamment un véhicule automobile, une vitesse de lacet de référence du véhicule à partir de valeurs mesurées telles que la vitesse longitudinale du véhicule et l'angle de braquage du véhicule, en exploitant un modèle de type bicyclette dit étendu dans lequel la dérivée de la vitesse de lacet dépend du couple de lacet subi par le véhicule et d'un correctif dépendant de la vitesse latérale ou dérive du véhicule. L'invention concerne également une méthode telle que définie ci-dessus, dans laquelle le correctif comprend un terme dépendant linéairement de la vitesse latérale ou dérive et un terme dépendant de la vitesse latérale ou dérive élevée à la puissance trois. L'invention concerne également une méthode telle que définie ci-dessus, dans laquelle le correctif comprend un terme dépendant de la vitesse latérale ou dérive du véhicule au centre de son essieu avant dite vitesse latérale ou dérive avant, et un terme dépendant de la vitesse latérale ou dérive du véhicule au centre de son essieu arrière dite vitesse latérale ou dérive arrière. L'invention concerne également une méthode telle que définie ci-dessus, dans laquelle le correctif comprend un terme dépendant linéairement de la dérive avant, un terme dépendant linéairement de la dérive arrière, un terme dépendant de la dérive avant élevée à la puissance trois et un terme dépendant de la dérive arrière élevée à la puissance trois. L'invention concerne également une méthode pour déterminer en temps réel dans un véhicule, notamment un véhicule automobile, une estimation de la vitesse latérale ou dérive du véhicule à partir de valeurs mesurées telles que la vitesse longitudinale du véhicule et l'angle de braquage du véhicule ainsi qu'une valeur mesurée de vitesse de lacet, en exploitant un modèle de type bicyclette dit étendu dans lequel la dérivée de la vitesse latérale dépend de la somme des efforts latéraux et du produit de la vitesse de lacet estimée par la vitesse longitudinale ainsi que du produit d'un premier gain par l'écart entre vitesse de lacet mesurée et vitesse de lacet estimée, et dans lequel la dérivée de la vitesse de lacet dépend du couple de lacet subi par le véhicule et d'un correctif dépendant de la vitesse latérale ou dérive du véhicule ainsi que du produit d'un second gain par l'écart entre vitesse de lacet mesurée et vitesse de lacet estimée. L'invention concerne également une méthode telle que définie ci-dessus, dans laquelle le correctif comprend un terme dépendant linéairement de la vitesse latérale ou dérive et un terme dépendant de la vitesse latérale ou dérive élevée à la puissance trois. L'invention concerne également une méthode telle que définie ci-dessus, dans laquelle le correctif comprend un terme dépendant de la vitesse latérale ou dérive du véhicule au centre de son essieu avant dite vitesse latérale ou dérive avant, et un terme dépendant de la vitesse latérale ou dérive du véhicule au centre de son essieu arrière dite vitesse latérale ou dérive arrière. L'invention concerne également une méthode telle que définie ci-dessus, dans laquelle le correctif comprend un terme dépendant linéairement de la dérive avant, un terme dépendant linéairement de la dérive arrière, un terme dépendant de la dérive avant élevée à la puissance trois et un terme dépendant de la dérive arrière élevée à la puissance trois. L'invention concerne également un régulateur de trajectoire de véhicule automobile comprenant des moyens pour déterminer une vitesse de lacet de référence et/ou une estimation de vitesse latérale ou dérive du véhicule par implémentation de la méthode définie ci-dessus. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux figures annexées. La figure 1, déjà décrite, est une représentation schématique d'une régulation faisant intervenir un modèle bicyclette connu pour déterminer les paramètres de la trajectoire de référence du véhicule ; La figure 2, déjà décrite, est une représentation schématique d'un modèle bicyclette ; La figure 3, déjà décrite, est un graphe montrant l'écart entre l'accélération latérale mesurée et l'accélération latérale déterminée avec le modèle bicyclette utilisé dans l'asservissement représenté en figure 1 ; La figure 4 est une représentation schématique d'une régulation dans laquelle on utilise le modèle selon l'invention pour déterminer les paramètres de la vitesse de lacet de référence ; La figure 5 est un graphe montrant la corrélation entre l'accélération latérale mesurée et l'accélération latérale donnée par le modèle bicyclette selon l'invention ; La figure 6 est une représentation schématique d'un observateur exploitant un modèle bicyclette selon l'invention pour estimer la vitesse latérale ou dérive du véhicule ; et La figure 7 est une représentation schématique d'une régulation prenant en compte l'écart entre vitesse de lacet de référence et vitesse de lacet estimée ainsi que l'écart entre dérive de référence et dérive estimée grâce au modèle selon l'invention. L'architecture d'asservissement de régulation qui est représentée sous forme de schéma bloc en figure 4, met en oeuvre un modèle bicyclette étendu, conforme à l'invention, qui a une précision très supérieure à celle du modèle bicyclette simple. Le modèle bicyclette selon l'invention est un modèle bicyclette auquel on ajoute, dans l'expression de la dérivée VW de la vitesse de lacet un moment de lacet qui dépend de la dérive et de la dérive élevée au cube, conformément aux relations ci-dessous : F V = y~ + Fyz _ V
v m x w Lav*FFl-Lar*F2 1 3 3 1 3 3 VW = I ùK 8aV ùKaV 8aVY ùK 8ar ùKar Bar
Z Les expressions des efforts latéraux Fy1 et Fy2 et des dérives 6av et bar sont les mêmes que celles données dans les relations (II). Quatre paramètres ont été ajoutés : K1av, K3av, K1ar, et K3ar pour modéliser les effets complexes de la liaison au sol, c'est-à-dire les essieux et la suspension, sur le comportement dynamique du véhicule à fortes sollicitations. Ces quatre paramètres sont par exemple déterminés, pour un modèle de véhicule, à partir d'essais d'un exemplaire de véhicule du modèle considéré équipé de différents capteurs de mesures afin d'ajuster les paramètres du modèle pour qu'il fournisse des résultats correspondant à ceux produits par les capteurs effectuant des mesures directes. L'implémentation du modèle bicyclette étendu selon l'invention, qui est défini par les équations (II) et (III), est réalisée en temps réel discret par exemple dans une unité dédiée. Cette unité comprend un processeur et des moyens de mémoire, pour mettre en permanence à jour les valeurs des différentes variables du modèle à partir de valeurs mesurées ou évaluées.
A cet effet, dans les équations (III), les dérives sont remplacées par leurs expressions en fonction de la vitesses longitudinale latérale et de lacet des relations (II), et les efforts sont également remplacés par leurs expressions en fonction de ces vitesses et de l'angle de braquage. Ceci permet de former deux relations liant les vitesses et leurs dérivées et l'angle de braquage. A un instant courant considéré, l'angle de braquage et la vitesse longitudinale VX sont connus en étant par exemple fournis par des capteurs correspondants. La vitesse de lacet de référence et sa dérivée ainsi que la vitesse latérale de référence et sa dérivée peuvent ainsi être actualisées en utilisant la vitesse de lacet de référence et la vitesse latérale de référence déterminées à l'instant précédent. Ceci permet ainsi de déterminer continûment une vitesse de lacet de référence ainsi qu'une vitesse latérale ou dérive de référence.
Les paramètres du modèle bicyclette étendu, à savoir les paramètres K1av, K3av, K1ar, et K3ar peuvent de plus être mis à jour lors de phases de vie du véhicule durant lesquelles celui-ci est faiblement sollicité. Il s'agit par exemple des situations dans lesquelles le véhicule roule sensiblement en ligne droite ou selon une trajectoire à faible courbure de sorte que la vitesse de lacet issue du modèle doit alors précisément correspondre à la vitesse de lacet réelle qui est mesurée ou évaluée. Si on compare l'accélération transversale mesurée avec l'accélération transversale simulée en utilisant les relations (III), on obtient d'excellents résultats représentés sur le graphe de la figure 5. Comme le montre ce graphe, dans lequel l'accélération mesurée est la droite oblique alors que l'accélération simulée est le nuage de points, la corrélation entre accélération simulée et mesurée est optimale. La mise en oeuvre du modèle bicyclette étendu selon l'invention permet ainsi de fournir en temps réel des données de trajectoire de référence réalistes, ce qui permet de gérer les situations aussi bien de survirage que de sous virage. La régulation peut alors intervenir pour ramener la vitesse de lacet réelle proche de la vitesse de lacet de référence puisque cette vitesse de lacet de référence est réaliste, c'est-à-dire qu'elle peut effectivement être atteinte.
Le modèle bicyclette étendu selon l'invention peut aussi être exploité dans un observateur tel que celui représenté en figure 6 pour estimer la vitesse de dérive réelle du véhicule. Cette vitesse de dérive réelle peut ainsi être comparée à la vitesse de dérive de référence pour corriger en conséquence la trajectoire du véhicule. Concrètement, la prise en compte d'une estimation de la vitesse de dérive réelle permet d'évaluer plus précisément le comportement réel du véhicule pour réguler sa trajectoire de façon plus pertinente. Dans l'observateur de la figure 6, le modèle bicyclette étendu est exploité pour estimer la vitesse de lacet et la vitesse latérale ou dérive réelles, à partir de la vitesse longitudinale mesurée, de l'angle de braquage mesurés, et de la vitesse de lacet mesurée.
A cet effet, le modèle bicyclette étendu est exploité en étant continûment corrigé ou recalé de manière à réduire l'écart entre la vitesse de lacet qu'il estime et la vitesse de lacet mesurée. La vitesse de lacet mesurée résulte par exemple d'un capteur dédié incluant deux accéléromètres, en intégrant les données fournies par ces capteurs. Le modèle bicyclette étendu corrigé ou recalé est construit en ajoutant à la première relation (III) un terme supplémentaire qui est le produit d'un coefficient ou gain par l'écart entre vitesse de lacet mesurée et vitesse de lacet estimée. On ajoute de manière analogue un autre terme supplémentaire à la seconde relation (III), qui est aussi le produit d'un coefficient ou gain par l'écart entre vitesse de lacet mesurée et estimée. On constitue ainsi une boucle de contre réaction basée sur l'écart entre vitesse de lacet mesurée et estimée. On considère ainsi que l'estimation de la vitesse de dérive réelle est d'autant plus fiable que l'estimation de la vitesse de lacet est proche de la vitesse de lacet mesurée.. Un exemple des équations de modèle bicyclette étendu corrigé dans le cadre d'un observateur de vitesse latérale et de vitesse de lacet est donné par les équations IV et V : Fest +Fest VYest = YI Y2 -7lx 7l est +G1 (Vines ù Vest) m YY YW W W Lav*Ft ùLar*F zt K1 ç est _K3 (s est )3 V est = I av av av av _ K 1 6 est ù K 3 ~'j est )3 + G (17 mes ù V est ) ar ar ar ar 2 W z avec Fe' = ùCar*beSt y2 av Vx et G, et G2 deux gains de corrections qui sont des paramètres de réglage de l'observateur. Si la vitesse de lacet estimée devient supérieure à la vitesse de lacet estimée, l'amplitude du terme supplémentaire augmente en conséquence de manière à réduire l'écart entre vitesse de lacet mesurée et estimée, afin de recaler continûment le modèle sur la mesure. De manière analogue, si la vitesse de lacet estimée devient inférieure à la vitesse de lacet estimée, la régulation tend à réduire et annuler cet écart.
Le modèle étant ainsi continûment recalé sur la mesure, il délivre une vitesse de lacet estimée très proche de la vitesse de lacet réelle mesurée directement, mais il délivre également une vitesse latérale estimée, ou dérive estimée, qui correspond à la vitesse latérale réelle qui elle ne peut pas être mesurée directement.
On utilise alors cet observateur ou estimateur pour faire du contrôle commande de dynamique du véhicule comme illustré par l'architecture d'asservissement représentée en Figure 7. Dans cette architecture, le régulateur de trajectoire prend en compte l'écart entre dérive estimée et dérive de référence ainsi que l'écart entre vitesse de lacet estimée et vitesse de lacet de référence pour agir sur les systèmes du véhicule afin de corriger la trajectoire. Il est à noter que la prise en compte de la dérive dans la régulation de trajectoire permet d'éviter que le véhicule n'adopte une trajectoire en crabe avec une dérive importante, qui est rédhibitoire pour le conducteur.
L'invention permet d'améliorer les systèmes de régulation de trajectoire par amélioration des références atteignables grâce au modèle bicyclette étendu qui fournit des valeurs de références plus réalistes que les modèles bicyclette connus. L'estimation de la dérive est elle aussi améliorée grâce au modèle bicyclette étendu, ce qui améliore également la boucle de régulation utilisant la dérive estimée, pour avoir une réponse mieux adaptée à la situation du véhicule. çest V~st+Lav*V~st Fylt = Cav * -Vaut) V av V x Vest _ Lar * Vest ç est _ Y W Var (V) Le domaine de validité de la boucle de régulation est élargi, tout en rendant cette boucle plus robuste aux dispersions des paramètres architecturaux du véhicule. D'une manière générale, l'invention permet d'améliorer la robustesse de la loi de contrôle commande, ce qui améliore la stabilité du véhicule et donc des prestations de sécurité active notamment dans l'estimation de la dérive qui est nécessaire à un système ESP par exemple.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1. Méthode pour déterminer en temps réel dans un véhicule, notamment un véhicule automobile, une vitesse de lacet de référence (Vv ref) du véhicule à partir de valeurs mesurées telles que la vitesse longitudinale du véhicule (VVen) et l'angle de braquage du véhicule (R), en exploitant un modèle de type bicyclette dit étendu dans lequel la dérivée de la vitesse de lacet (VW ) dépend du couple de lacet (Lav*Fyl-Lar*F),2) subi par le véhicule et d'un correctif dépendant de la vitesse latérale ou dérive du véhicule (8av, bar).
2. Méthode selon la revendication 1, dans laquelle le correctif comprend un terme (Kav 8av ,Kar bar) dépendant linéairement de la vitesse latérale ou dérive (8av ,bar) et un terme (Kav (8av )3 ,KaY (3ar )3) dépendant de la vitesse latérale ou dérive (8av,8ar) élevée à la puissance trois.
3. Méthode selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le correctif comprend un terme (Kav 8av ,Kav (3av )3) dépendant de la vitesse latérale ou dérive du véhicule au centre de son essieu avant dite vitesse latérale ou dérive avant (8av ), et un terme (Kar bar ,KaY (3ar )3) dépendant de la vitesse latérale ou dérive du véhicule au centre de son essieu arrière dite vitesse latérale ou dérive arrière (bar ).
4. Méthode selon la revendication 3, dans laquelle le correctif comprend un terme (Kav 8av) dépendant linéairement de la dérive avant (8av ), un terme (Kar bar) dépendant linéairement de la dérive arrière (bar ), un terme (K3()3) dépendant de la dérive avant (8av) élevée à la puissance trois et un terme (Ka', (8QY)3) dépendant de la dérive arrière (bar) élevée à la puissance trois.
5. Méthode pour déterminer en temps réel dans un véhicule, notamment un véhicule automobile, une estimation de la vitesse latérale ou dérive du véhicule (VYst 8 est) à partir de valeurs mesurées telles que la vitesse longitudinale du véhicule (VVen) et l'angle de braquage du véhicule (R) ainsi qu'une valeur mesurée de vitesse de lacet (Vv mes), en exploitant un modèle de type bicyclette dit étendu dans lequel la dérivée de la vitesse latérale (VYs`) dépend de la somme des efforts latéraux (F t +FYZ`) et du produit de la vitesse de lacet estimée (Vvs`) par la vitesse longitudinale (VX) ainsi que du produit d'un premier gain (Gi) par l'écart entre vitesse de lacet mesurée (J'7) et vitesse de lacet estimée (VVs` ), et dans lequel la dérivée de la vitesse de lacet (VW) dépend du couple de lacet ( Lav * F t ùLar * Fyz`) subipar le véhicule et d'un correctif dépendant de la vitesse latérale ou dérive du véhicule (ôavt,ôarst) ainsi que du produit d'un second gain (G2) par l'écart entre vitesse de lacet mesurée (VW eS) et vitesse de lacet estimée (V).
6. Méthode selon la revendication 5, dans laquelle le correctif comprend un terme (Kav 8at ,Kar bars`) dépendant linéairement de la vitesse latérale ou dérive (ôavt , bars`) et un terme (Kav ((at )3 ,Kar (Sarst )3) dépendant de la vitesse latérale ou dérive (8avt ,bars`) élevée à la puissance trois.
7. Méthode selon la revendication 5 ou 6, dans laquelle le correctif comprend un terme ( Kav 8av` , Kav (cars` )3) dépendant de la vitesse latérale ou dérive du véhicule au centre de son essieu avant dite vitesse latérale ou dérive avant (Vaut ), et un terme (Kar bar ,Kar (Sarst )3) dépendant de la vitesse latérale ou dérive du véhicule au centre de son essieu arrière dite vitesse latérale ou dérive arrière (bars` )
8. Méthode selon la revendication 7, dans laquelle le correctif comprend un terme (Kav8avt) dépendant linéairement de la dérive avant (8ast ), un terme (Kar bars`) dépendant linéairement de la dérive arrière (bars` ), un terme (K(St)3) dépendant de la dérive avant (E,avt) élevée à la puissance trois et un terme (Kar (Sarst )3) dépendant de la dérive arrière (bars`) élevée à la puissance trois.
9. Régulateur de trajectoire de véhicule automobile comprenant des moyens pour déterminer une vitesse de lacet (VW) de référence et/ou une estimation de vitesse latérale ou dérive (Vy, 8 ) du véhicule par implémentation de la méthode selon l'une des revendications précédentes.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112016005072T5 (de) 2015-12-01 2018-07-12 Scania Cv Ab Verfahren und System zur Erleichterung des Lenkens eines Fahrzeugs beim Fahren entlang einer Strasse
DE112016005067T5 (de) 2015-12-01 2018-07-12 Scania Cv Ab Verfahren und system zur erleichterung des lenkens eines fahrzeugs beim fahren entlang einer strasse
CN114423655A (zh) * 2019-09-17 2022-04-29 日产自动车株式会社 用于调节机动车辆的横向位置的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1000838A2 (fr) * 1998-11-11 2000-05-17 DaimlerChrysler AG Méthode pour le contrôle des dynamiques transversales d'un véhicule avec direction pour les roues avant
DE10011779A1 (de) * 1999-09-10 2001-06-21 Continental Teves Ag & Co Ohg Verfahren zur Regelung eines Giermoments
DE10212582A1 (de) * 2002-03-15 2003-09-25 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Fahrdynamik
DE102004035004A1 (de) * 2004-07-20 2006-02-16 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Erhöhung der Fahrstabilität eines Kraftfahrzeugs
EP1743819A1 (fr) * 2005-07-12 2007-01-17 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Procédé et dispositif de détermination de la vitesse de lacet et de la vitesse angulaire d'un véhicule

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1000838A2 (fr) * 1998-11-11 2000-05-17 DaimlerChrysler AG Méthode pour le contrôle des dynamiques transversales d'un véhicule avec direction pour les roues avant
DE10011779A1 (de) * 1999-09-10 2001-06-21 Continental Teves Ag & Co Ohg Verfahren zur Regelung eines Giermoments
DE10212582A1 (de) * 2002-03-15 2003-09-25 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Fahrdynamik
DE102004035004A1 (de) * 2004-07-20 2006-02-16 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Erhöhung der Fahrstabilität eines Kraftfahrzeugs
EP1743819A1 (fr) * 2005-07-12 2007-01-17 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Procédé et dispositif de détermination de la vitesse de lacet et de la vitesse angulaire d'un véhicule

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112016005072T5 (de) 2015-12-01 2018-07-12 Scania Cv Ab Verfahren und System zur Erleichterung des Lenkens eines Fahrzeugs beim Fahren entlang einer Strasse
DE112016005067T5 (de) 2015-12-01 2018-07-12 Scania Cv Ab Verfahren und system zur erleichterung des lenkens eines fahrzeugs beim fahren entlang einer strasse
DE112016005072B4 (de) 2015-12-01 2022-02-17 Scania Cv Ab Verfahren und System zur Erleichterung des Lenkens eines Fahrzeugs beim Fahren entlang einer Strasse
CN114423655A (zh) * 2019-09-17 2022-04-29 日产自动车株式会社 用于调节机动车辆的横向位置的方法

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