FR2925005A3 - Procede d'estimation de l'adherence d'un vehicule automobile et dispositif correspondant - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé d'estimation de l'adhérence d'un véhicule automobile comprenant une étape consistant à établir la valeur d'au moins un paramètre compris dans l'ensemble comprenant au moins la vitesse longitudinale, l'angle de roues, l'accélération transversale, et la dérive du véhicule automobile.Selon l'invention, le procédé est essentiellement caractérisé en ce que le procédé comprend en outre une étape consistant à :- déterminer à partir de la valeur du(des) paramètre(s) établi(s) la situation dans laquelle se trouve le véhicule automobile parmi un ensemble d'au moins une première et une deuxième situation,- sélectionner un modèle de calcul de l'adhérence du dit véhicule automobile correspondant respectivement à la situation déterminée, et- calculer l'adhérence dudit véhicule automobile en fonction du modèle sélectionné.
Description
PROCEDE D'ESTIMATION DE L'ADHERENCE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE ET DISPOSITIF CORRESPONDANT.
La présente invention concerne le domaine des 5 véhicules automobiles. Afin de contrôler de manière fiable la stabilité d'un véhicule automobile, en particulier en virage, il est nécessaire de déterminer l'adhérence, ou coefficient de friction compris entre 0 et 1, entre les pneumatiques 10 de celui-ci et le sol. Aussi, plus précisément, l'invention concerne un procédé d'estimation de l'adhérence d'un véhicule automobile comprenant une étape consistant à établir la valeur d'au moins un paramètre compris dans l'ensemble 15 comprenant au moins la vitesse longitudinale, l'angle de roues, l'accélération transversale, et la dérive du véhicule automobile. A partir de ces paramètres, il est connu d'en déduire la valeur de l'adhérence dudit véhicule 20 automobile, par exemple par l'utilisation du modèle dit bicyclette. Classiquement, on compare les données calculées par ce modèle à celles mesurées sur le véhicule automobile pour en déduire l'adhérence dudit véhicule automobile. 25 Toutefois, dans certaines situations, les données calculées par le modèle bicyclette peuvent être incohérentes avec celles mesurées sur le véhicule automobile, ce qui peut poser des problèmes en particulier dans le cas de systèmes pilotés visant à 30 appliquer une force de freinage déterminée en fonction de l'adhérence estimée.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une solution particulièrement fiable et relativement simple à mettre en oeuvre puisqu'elle nécessite un nombre relativement faible de capteurs à mettre en oeuvre. Avec cet objectif en vue, le procédé selon l'invention, par ailleurs conforme au préambule cité ci-avant, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant à : - déterminer à partir de la valeur du(des) paramètre(s) établi(s) la situation dans laquelle se trouve le véhicule automobile parmi un ensemble d'au moins une première et une deuxième situations, -sélectionner un modèle de calcul de l'adhérence 15 du dit véhicule automobile correspondant à la situation déterminée, et - calculer l'adhérence dudit véhicule automobile en fonction du modèle sélectionné. Dans un mode de réalisation, on détermine la valeur 20 de la dérive du véhicule automobile, et si la valeur de la dérive déterminée est supérieure à un premier seuil, on considère que le véhicule automobile est en situation de dérive pure et l'adhérence est calculée par un modèle de frottement dans lequel l'adhérence Mu répond à 25 l'équation suivante : JGammal2 + Gammat2 Mu = Gammat max Où Gammat, Gammat max et Gammal sont respectivement l'accélération transversale, l'accélération transversale 30 maximale, et l'accélération longitudinale du véhicule.
Dans un mode de réalisation, on détermine la valeur de la vitesse de braquage des roues, et/ou l'accélération transversale et l'angle de braquage des roues ; et si la vitesse de braquage des roues est supérieure à un deuxième seuil, ou si le signe de l'accélération transversale est opposé au signe de l'angle de braquage des roues, on considère que le véhicule automobile est en situation transitoire, et l'adhérence est calculée par un modèle continu dans lequel Mu(t) = Mu(t-1), où Mu(t) est l'adhérence instantanée au temps Mu (t) . Selon un autre aspect de l'invention, on détermine les valeurs suivantes . V la vitesse longitudinale du véhicule automobile, Seuil3, seuil4, et seuil5 respectivement un troisième, quatrième et cinquième seuil, Gammat bicyclette l'accélération transversale calculée par un modèle bicyclette, et Gammat mesuré l'accélération transversale ; et dans les cas suivants . si V < seuil3 , ou si Gammat bicyclette < seuil4 et Gammat mesuré < seuil5*Mu(t-1), on considère que le véhicule automobile est en situation de limite et l'adhérence est calculée par un modèle constant dans lequel la valeur de l'adhérence (Mu) est fixée à 1. Selon un autre aspect de l'invention, si le véhicule automobile ne peut pas être considéré comme dans l'une des situations précédentes, l'adhérence (Mu) est calculée par un modèle de maximum défini par Mu = max(mu bicyclette, mu mobilisée) Où mu bicyclette et mu mobilisée sont les valeurs de l'adhérence calculée respectivement par le modèle bicyclette et l'adhérence mobilisée Mu JGammal2 + Gammat2 Gammat max Selon un autre de ses objets, l'invention concerne un dispositif susceptible de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, et comprenant au moins l'un des éléments suivants . - un bloc de calcul de l'adhérence selon un modèle bicyclette, et dont au moins deux entrées sont la vitesse longitudinale et l'angle de roues, du véhicule automobile, - un deuxième bloc de calcul de l'adhérence dite mobilisée selon un modèle de frottement et dont au moins deux entrées sont l'accélération longitudinale et l'accélération transversale du véhicule automobile, - un troisième bloc configuré pour assigner la valeur constante 1 comme valeur de l'adhérence, - un quatrième bloc configuré pour déterminer la situation dans laquelle se trouve le véhicule automobile et dont au moins quatre entrées sont la vitesse longitudinale, l'angle de roues, l'accélération longitudinale, et l'accélération transversale du véhicule automobile, - un bloc configuré pour calculer le maximum entre la valeur de l'adhérence calculée par le modèle bicyclette et la valeur de l'adhérence calculée par le modèle de frottements, et - un bloc de calcul pour assigner, en fonction de la détermination de la situation dans laquelle se trouve le véhicule automobile, la valeur de l'adhérence Mu appropriée comprise dans l'ensemble : Mu(t) = Max(Mu mobilisé, Mu bicyclette), Mu(t) = Mu bicyclette, Mu(t) = Mu(t-1), et Mu(t) = 1.
De préférence, le bloc de calcul de l'adhérence selon un modèle bicyclette comprend en outre une autre 10 entrée intégrant l'inertie du véhicule automobile (Mz appliqué). Avantageusement, on peut déterminer de façon fiable l'adhérence d'un véhicule automobile dans les domaines linéaire et non linéaire du comportement dynamique dudit 15 véhicule automobile. Avantageusement, on peut en outre obtenir une indication du niveau d'adhérence du véhicule automobile lorsque les limites de stabilité sont atteintes, elle est donc avantageusement mise en oeuvre lorsque ledit véhicule 20 automobile est en virage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en 25 référence aux figures annexées dans lesquelles : la figure 1 illustre un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, et la figure 2 illustre un mode de réalisation du procédé selon l'invention. 30 Selon l'invention, l'estimation de l'adhérence est mise en oeuvre par la détermination d'une situation dans laquelle se trouve le véhicule automobile.
A cet effet, on considère que le véhicule automobile est en mouvement, sur une voie de circulation ou autre. Celui-ci est donc mu selon une certaine direction linéaire ou en virage, possède une vitesse longitudinale non nulle, et peut être animé d'une vitesse (accélération) transversale non nulle. Selon l'invention, une première étape consiste à établir la valeur d'au moins un paramètre compris dans l'ensemble comprenant au moins la vitesse longitudinale, l'angle de roues, l'accélération transversale, et la dérive du véhicule automobile. A cet effet, des capteurs spécifiques peuvent être disposés, des logiciels de traitement mis en oeuvre, l'établissement de la valeur de ce(s) paramètre(s) étant connu de l'homme du métier. De préférence, on distingue essentiellement trois situations. Une première situation correspond à une dérive pure.
Dans ce contexte, on établit par calcul ou par mesure la dérive du véhicule automobile. Ensuite on compare la valeur de la dérive établie à un premier seuil dont la valeur est prédéterminée. Si la dérive établie est supérieure au premier seuil, on considère que le véhicule automobile est en dérive pure et l'adhérence, dite mobilisée, est calculée par un modèle dit de frottement, correspondant à une totale perte de contrôle du véhicule automobile et dans lequel l'adhérence est un coefficient de friction Mu répond à l'équation suivante : Mu = JGamma/2 + Gammat2 Gammat max Où Gammat, et Gammal sont respectivement l'accélération transversale et l'accélération longitudinale (mesurées ou calculées) ; et Gammat max l'accélération transversale maximale, au-delà de laquelle un véhicule ne peut plus suivre la trajectoire imposée, les pneus n'adhérant plus suffisamment sur la chaussée. Une deuxième situation correspond à un certain niveau de dérive, de préférence dont le niveau est inférieur au premier seuil, c'est-à-dire une situation transitoire, illustrée par exemple par les cas de contre-braquage, dans laquelle on considère que la variation de l'adhérence du véhicule automobile provient plus du véhicule lui-même que de l'état de la chaussée sur laquelle celui-ci est en mouvement.
Si la vitesse de braquage des roues est supérieure à un deuxième seuil, ou si le signe de l'accélération transversale est opposé au signe de l'angle de braquage des roues (cas du contre-braquage), l'adhérence est calculée par un modèle dit continu dans lequel l'adhérence instantanée au temps Mu (t) est égale à celle calculée au temps t-1 : Mu (t) = Mu(t-1), quel que soit le modèle utilisé pour le calcul de l'adhérence au temps t-1. La vitesse de braquage des roues peut être calculée 25 par exemple par les mesures successives, de préférence instantanées, de l'angle des roues. Par ailleurs, l'angle des roues peut être remplacé par l'angle volant. Une troisième situation correspond à une situation 30 de limite. L'adhérence est alors calculée par un modèle dit constant dans lequel l'adhérence est fixée à 1.
Dans ce contexte, on a Mu = 1 pour les paramètres ci-dessous . Si V < seuil3 , ou Si Gammat bicyclette < seuil4 et Gammat mesuré < seuil5*Mu(t-1) Où V est la vitesse longitudinale du véhicule automobile (mesurée ou calculée), Seuil3, seuil4, et seuil5 respectivement un troisième, quatrième et cinquième seuil, Gammat bicyclette l'accélération transversale calculée par un modèle bicyclette, et Gammat mesuré l'accélération transversale mesurée. Dans toutes les autres situations, l'adhérence Mu est calculée par un modèle de maximum défini par : Mu = max(mu bicyclette, mu mobilisée) Où mu bicyclette et mu mobilisée sont les valeurs de l'adhérence calculée respectivement par le modèle bicyclette et l'adhérence mobilisée telles que définies ci-dessus. Pour obtenir l'adhérence à partir de l'accélération transversale calculée par le modèle bicyclette (Gammat bicyclette) et l'accélération transversale mesurée (Gammat mesuré) on calcule le rapport entre les deux tel que l'adhérence Mu est définie comme suit : Mu = Gammat mesure / Gammat bicyclette si la vitesse de rotation du volant est non nulle, et Mu = Gammat mesure / Gammat max si la vitesse de rotation du volant est nulle, avec Gammat max l'accélération transversale maximale, définie par exemple par la connaissance du véhicule, des pneus l'équipant et de la chaussée.
Ce qui permet avantageusement d'éviter de trop sous-estimer l'adhérence pendant les phases transitoires et de ne pas trop la surestimer pendant les phases stabilisées.
De préférence selon l'invention, le modèle bicyclette intègre également en entrée la valeur Mz (figure 1) égale au moment d'inertie appliqué au véhicule automobile par les efforts de freinage dus à une action de correction appliquée à la suite du calcul de l'adhérence. Grâce à l'invention, on peut ainsi déterminer de manière robuste quelle adhérence un véhicule automobile mobilise en virage. Cette donnée peut ensuite être exploitée dans des programmes de contrôle/commande dans le but par exemple de faire freiner automatiquement le véhicule automobile pour le stabiliser. En référence à la figure 1, le dispositif selon l'invention comprend un bloc 10 de calcul de l'adhérence selon le modèle bicyclette, dont au moins deux entrées sont la vitesse longitudinale V et l'angle de roues Angle roues du véhicule automobile. De préférence, une autre entrée intègre l'inertie Mz appliqué du véhicule automobile.
Le dispositif selon l'invention comprend également un deuxième bloc 20 de calcul de l'adhérence dite mobilisée selon le modèle de frottement évoqué ci-avant et dont au moins deux entrées sont l'accélération longitudinale Gammal et l'accélération transversale Gammat du véhicule automobile. Un troisième bloc 30 permet d'assigner la valeur constante 1 comme valeur de l'adhérence.
La détermination de la situation dans laquelle se trouve le véhicule automobile est effectuée par un quatrième bloc 40 dont au moins quatre entrées sont la vitesse longitudinale V, l'angle de roues Angle roues, l'accélération longitudinale Gammal, et l'accélération transversale Gammat du véhicule automobile. Si le véhicule automobile se trouve dans une situation ne répondant pas aux critères des trois situations précitées, l'adhérence est déterminée par un bloc (non représenté, en l'espèce intégré au bloc de calcul 50) configuré pour calculer le maximum entre la valeur de l'adhérence calculée par le modèle bicyclette et la valeur de l'adhérence calculée par le modèle de frottements.
En fonction de la détermination de la situation dans laquelle se trouve le véhicule automobile, un bloc de calcul 50, comprenant des moyens de sélection, par exemple sous forme d'interrupteur multiports ou multiplexeur, assigne la valeur de l'adhérence Mu appropriée, en l'espèce l'une des valeurs suivantes : Mu(t) = Max(Mu mobilisé, Mu bicyclette), Mu(t) = Mu bicyclette, Mu(t) = Mu (t-1) , ou Mu(t) = 1.
Claims (7)
1. Procédé d'estimation de l'adhérence d'un véhicule automobile comprenant une étape consistant à : - établir la valeur d'au moins un paramètre compris dans l'ensemble comprenant au moins la vitesse longitudinale, l'angle de braquage des roues, l'accélération transversale, et la dérive du véhicule automobile, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre des étapes consistant à : - déterminer à partir de la valeur du(des) paramètre(s) établi(s) la situation dans laquelle se trouve le véhicule automobile parmi un ensemble d'au moins une première et une deuxième situations, - sélectionner un modèle de calcul de l'adhérence du dit véhicule automobile correspondant à la situation déterminée, et - calculer l'adhérence dudit véhicule automobile en 20 fonction du modèle sélectionné.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on détermine la valeur de la dérive du véhicule automobile, et si la valeur de la dérive déterminée est supérieure à un premier seuil, on considère que le véhicule automobile 25 est en situation de dérive pure et l'adhérence est calculée par un modèle de frottement dans lequel l'adhérence Mu répond à l'équation suivante : JGammal2 + Gammat2 Mu = Gammat maxOù Gammat, Gammat max et Gammal sont respectivement l'accélération transversale, l'accélération transversale maximale, et l'accélération longitudinale du véhicule.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on détermine la valeur de la vitesse de braquage des roues, et/ou l'accélération transversale et l'angle de braquage des roues et si la vitesse de braquage des roues est supérieure à un deuxième seuil, ou si le signe de l'accélération transversale est opposé au signe de l'angle de braquage des roues, on considère que le véhicule automobile est en situation transitoire, et l'adhérence est calculée par un modèle continu dans lequel Mu(t) = Mu(t-1), où Mu(t) est l'adhérence instantanée au temps Mu (t) .
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on détermine les valeurs suivantes . V la vitesse longitudinale du véhicule automobile, 20 Seuil3, seuil4, et seuil5 respectivement un troisième, quatrième et cinquième seuil, Gammat bicyclette l'accélération transversale calculée par un modèle bicyclette, et Gammat mesuré l'accélération transversale ; 25 et dans les cas suivants : si V < seuil3 , ou si Gammat bicyclette < seuil4 et Gammat mesuré < seuil5*Mu(t-1), on considère que le véhicule automobile est en 30 situation de limite et l'adhérence est calculée par un modèle constant dans lequel la valeur de l'adhérence (Mu) est fixée à 1.
5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'adhérence (Mu) est calculée par un modèle de maximum défini par : Mu = max(mu bicyclette, mu mobilisée) Où mu bicyclette et mu mobilisée sont les valeurs de l'adhérence calculée respectivement par le modèle bicyclette et l'adhérence mobilisée Mu = JGammal2 + Gammat' Gammat max
6. Dispositif d'estimation de l'adhérence d'un véhicule automobile susceptible de mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins l'un des éléments suivants . - un bloc (10) de calcul de l'adhérence selon un modèle bicyclette, et dont au moins deux entrées sont la 15 vitesse longitudinale (V) et l'angle de roues (Angle roues), du véhicule automobile, - un deuxième bloc (20) de calcul de l'adhérence dite mobilisée selon un modèle de frottement et dont au moins deux entrées sont l'accélération longitudinale 20 (Gammal) et l'accélération transversale (Gammat) du véhicule automobile, - un troisième bloc (30) configuré pour assigner la valeur constante 1 comme valeur de l'adhérence, - un quatrième bloc (40) configuré pour déterminer 25 la situation dans laquelle se trouve le véhicule automobile et dont au moins quatre entrées sont la vitesse longitudinale (V), l'angle de roues (Angle roues), l'accélération longitudinale (Gammal), et l'accélération transversale (Gammat) du véhicule 30 automobile,- un bloc configuré pour calculer le maximum entre la valeur de l'adhérence calculée par le modèle bicyclette et la valeur de l'adhérence calculée par le modèle de frottements, et - un bloc de calcul (50) pour assigner, en fonction de la détermination de la situation dans laquelle se trouve le véhicule automobile, la valeur de l'adhérence Mu appropriée comprise dans l'ensemble : Mu(t) = Max(Mu mobilisé, Mu bicyclette), Mu(t) = Mu bicyclette, Mu(t) = Mu(t-1), et Mu(t) = 1.
7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le bloc (10) de calcul de l'adhérence selon un modèle bicyclette comprend en outre une autre entrée intégrant l'inertie du véhicule automobile (Mz appliqué).
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Effective date: 20090831 |