FR3043772A3 - Procede de determination de la masse d'un vehicule automobile a partir de donnees d'un systeme de positionnement global - Google Patents
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Abstract
Procédé de détermination de la masse d'un véhicule automobile à partir de données d'un système de positionnement global du véhicule automobile, comprenant une étape au cours de laquelle on détermine en temps réel la position du véhicule sous forme de latitude, de longitude et d'altitude en fonction des données satellitaires reçues par le système de positionnement global. Le procédé comprend les étapes suivantes : on détermine en temps réel la vitesse du véhicule ainsi que la pente subie par le véhicule en fonction des données reçues du système de positionnement global, on détermine la force motrice générée par le véhicule en fonction de la valeur de couple moteur, du ratio de démultiplication de la transmission, du nombre de roues motrices et de leur diamètre, puis on détermine une estimation de la masse totale en charge du véhicule en appliquant l'équation fondamentale de la dynamique et en connaissant la force motrice générée par le véhicule, l'accélération générée et la pente subie par le véhicule.
Description
Procédé de détermination de la masse d’un véhicule automobile à partir de données d’un système de positionnement global. L’invention a pour domaine technique le contrôle d’un véhicule automobile, et plus particulièrement le contrôle de la vitesse d’un tel véhicule.
Les véhicules conçus pour le transport d’une très lourde charge ne sont pas limités en masse de charge utile. Le chargement est par contre limité par sa stabilité, par la puissance motrice du véhicule et par la puissance du système de freinage.
Le système de freinage de ces véhicules est dimensionné en rapport avec la masse maximum tolérée par la législation routière, et la vitesse maximale que le véhicule est autorisé à atteindre. Le constructeur se porte garant de la fonctionnalité et du respect de la sécurité dans la mesure où le véhicule est exploité dans l’enveloppe de masse et de vitesse fixée.
Le système de freinage est conçu de telle manière qu’il doit dissiper dans les temps réglementaires l’énergie cinétique du véhicule.
En cas de surcharge, le système de freinage ne comprend plus une capacité de freinage suffisante pour immobiliser le véhicule. Le véhicule peut alors devenir difficile à maîtriser et potentiellement dangereux.
Les véhicules actuellement disponibles comprennent au mieux un système de mesures physiques, telle qu’une jauge de contrainte pour déterminer leur masse. Plus généralement, des systèmes de balances adaptés à un véhicule sont employés pour déterminer leur masse.
Toutefois, les véhicules automobiles, personnels ou utilitaires, sont généralement munis d’un système de positionnement par l’intermédiaire d’une aide à la navigation.
Ce système de positionnement notamment de type GPS (acronyme anglais pour « Global Positionning System », système de positionnement global) ou de type GLONASS (acronyme russe pour « globalnaïa navigatsionnaïa spoutnikovaïa sistéma », système global de navigation satellitaire), utilise des données de position émises en temps réel par une constellation de satellites géostationnaires afin de déterminer précisément la position du véhicule.
Il existe un besoin d’une détermination de la masse du véhicule en fonction des données de positionnement, ainsi qu’une alerte et/ou limitation de la vitesse en cas de dépassement de la masse maximale.
De l’état de la technique antérieure, on connaît les documents suivants.
Le document EP1437573 divulgue un procédé d’affichage de navigation et de données d’un serveur de navigation.
Le document CN1800780 divulgue un système embarqué de mesure d’angle de devers et un procédé correspondant.
Le document CN101612914 divulgue une détermination de vitesse de véhicule par mesure GPS et une alerte de franchissement d’une limite de vitesse.
Le document KR20050036222 divulgue une méthode de détection de vitesse excessive en fonction d’une courbe routière et une alerte correspondante.
Le document US5485161 divulgue un contrôle de vitesse. L’invention a pour objet un procédé de détermination de la masse d’un véhicule automobile à partir de données d’un système de positionnement global du véhicule automobile comprenant une étape au cours de laquelle on détermine en temps réel la position du véhicule sous forme de latitude, de longitude et d’altitude en fonction des données satellitaires reçues par le système de positionnement global,
Le procédé comprend les étapes suivantes : on détermine en temps réel la vitesse du véhicule ainsi que la pente subie par le véhicule en fonction des données reçues du système de positionnement global, on détermine la force motrice générée par le véhicule en fonction de la valeur de couple moteur, du ratio de démultiplication de la transmission, du nombre de roues motrices et de leur diamètre, puis on détermine une estimation de la masse totale en charge du véhicule en appliquant l’équation fondamentale de la dynamique et en connaissant la force motrice générée par le véhicule, l’accélération générée et la pente subie par le véhicule.
On peut déterminer si la masse totale en charge du véhicule est supérieure à la masse totale en charge pour laquelle le véhicule est homologué, et, si tel est le cas, on détermine la vitesse maximale limite que le véhicule ne doit pas dépasser fonction de la masse totale en charge déterminée et d’un potentiel de freinage du véhicule homologué puis on émet une limite de vitesse du véhicule correspondante. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique illustre les principales étapes du procédé de détermination de la masse d’un véhicule automobile à partir de données d’un système de positionnement global.
On considère un véhicule automobile muni d’une unité de commande électronique, d’un système de positionnement global et d’un système de contrôle de navigation. L’unité de commande électronique est apte à commander le fonctionnement des organes du véhicule, notamment le moteur, le système de freinage, et l’interface homme machine. L’unité de commande électronique comprend des données intrinsèques du véhicule sous forme de valeurs mémorisées ou déterminées, parmi lesquelles on peut citer la masse totale roulante maximum autorisée, la somme des forces de résistance à l’avancement, le coefficient de Scx de pénétration dans l’air, les ratios de démultiplication des réducteurs, l’inertie du véhicule, le rayon à plat des pneumatiques es roues motrices, le nombre de roues motrices, la décélération maximale possible pour la masse maximale autorisée en charge.
Le procédé de détermination de la masse d’un véhicule automobile à partir de données d’un système de positionnement global, illustré par la figure 1, comprend un ensemble d’étapes qui vont être décrites ci-dessous.
Au cours d’une première étape 1, on détermine en temps réel la position du véhicule sous forme de latitude, de longitude et d’altitude en fonction des données satellitaires reçues par le système de positionnement global. Le système de positionnement peut également repérer le véhicule par rapport au réseau routier cartographié mémorisé.
Au cours d’une deuxième étape 2, on détermine en temps réel la vitesse V du véhicule ainsi que la pente a subie en fonction des données reçues par le système de contrôle de navigation du système de positionnement global en appliquant les équations suivantes :
(Eq. 1)
Avec Δχ : Distance parcourue entre deux mesures de position
At : Durée entre deux mesures de position
(Eq. 2)
Avec :
Ah : Ecart d’altitude entre deux mesures de position
La durée de mesure entre deux mesures de position est en rapport direct avec le temps de récurrence des étapes du procédé de détermination de la masse d’un véhicule automobile à partir de données d’un système de positionnement global. Une durée acceptable serait de 10ms soit une mesure à une fréquence de 100 Hz.
Au cours d’une troisième étape 3, on détermine la masse totale en charge du véhicule. Pour cela, la troisième étape 3 comprend deux sous étapes au cours desquelles on détermine successivement la force motrice du véhicule puis la masse totale du véhicule.
Au cours d’une première sous-étape 3a, on détermine la force motrice générée par le véhicule en fonction de la valeur de couple moteur reçue par le système de contrôle de navigation, du ratio de démultiplication de la transmission, le nombre de roues motrices et leur diamètre.
F : Force Motrice : Newton C : Couple moteur en entrée de la chaîne cinématique obtenu par cartographie (cette donnée correspond au couple vilebrequin sans couple inertiel)
Ci : Couple inertiel calculé en amont de l’entrée du réducteur rat : ratio de démultiplication du réducteur μ : Rendement de la chaîne cinématique. R Rayon de roue à plat
Au cours d’une deuxième sous-étape 3b, on détermine une estimation de la masse totale en charge du véhicule Mtot en appliquant l’équation fondamentale de la dynamique et en connaissant la force motrice générée par le véhicule F, l’accélération générée Acc et la pente a. F = Mtot* Acc* a (Eq. 3)
Le calcul de la masse n’est effectué qu’à partir du moment où la chaîne cinématique reliant le vilebrequin aux pneumatiques moteur est rigide, sans glissement.
De ce fait, aucun calcul n’est pris en compte durant les phases transitoires de glissement de l’embrayage ou du convertisseur, dans le cas de transmissions automatiques.
Au cours d’une quatrième 4, on détermine si la masse totale en charge Mtot du véhicule est supérieure à la masse totale en charge pour laquelle le véhicule est homologué. Si tel est le cas, le procédé se poursuit par une cinquième étape 5 sinon le procédé reprend à la troisième étape 3.
Afin de s’affranchir d’éventuelles sources d’erreur, la détermination d’un dépassement de la masse totale en charge pour laquelle le véhicule est homologué n’est réalisée que lorsque le véhicule a atteint une vitesse minimale, ajustable par calibration, notamment 5km/h.
Au cours de la cinquième étape 5, on détermine la vitesse maximale limite Vmax que le véhicule ne doit pas dépasser compte tenu de la masse totale en charge Mtot déterminée et du potentiel de freinage du véhicule homologué.
Plus précisément, on considère que le système de freinage est homologué pour dissiper une énergie cinétique Ec donnée. Cette énergie cinétique Ec donnée peut être corrélée à une vitesse maximale limite Vmax connaissant la masse du véhicule Mtot par application de la définition de l’énergie cinétique :
(Eq. 4)
La vitesse maximale limite Vmax peut alors être émise comme consigne de vitesse à destination des organes de commande du moteur par l’intermédiaire de l’unité de commande électronique.
On réalise alors un arbitrage entre la vitesse maximale limite Vmax et la vitesse Vregul issue d’un régulateur de vitesse du véhicule.
Vitesse limite = Min [Vregul ; Vmax] (Eq. 5)
Dans le cas où le véhicule n’est pas muni d’un régulateur de vitesse, l’arbitrage se fait entre la vitesse maximale limite Vmax et la vitesse requise par le conducteur.
On peut émettre une alerte sonore ou visuelle à destination du conducteur par l’intermédiaire de l’interface homme machine.
Claims (2)
- REVENDICATIONS1. Procédé de détermination de la masse d’un véhicule automobile à partir de données d’un système de positionnement global du véhicule automobile, comprenant une étape au cours de laquelle on détermine en temps réel la position du véhicule sous forme de latitude, de longitude et d’altitude en fonction des données satellitaires reçues par le système de positionnement global, caractérisé par le fait qu’il comprend les étapes suivantes : on détermine en temps réel la vitesse du véhicule ainsi que la pente subie par le véhicule en fonction des données reçues du système de positionnement global, on détermine la force motrice générée par le véhicule en fonction de la valeur de couple moteur, du ratio de démultiplication de la transmission, du nombre de roues motrices et de leur diamètre, puis on détermine une estimation de la masse totale en charge du véhicule en appliquant l’équation fondamentale de la dynamique et en connaissant la force motrice générée par le véhicule, l’accélération générée et la pente subie par le véhicule.
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on détermine si la masse totale en charge du véhicule est supérieure à la masse totale en charge pour laquelle le véhicule est homologué, si tel est le cas, on détermine la vitesse maximale limite que le véhicule ne doit pas dépasser fonction de la masse totale en charge déterminée et d’un potentiel de freinage du véhicule homologué puis on émet une limite de vitesse du véhicule correspondante.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR1561088A FR3043772A3 (fr) | 2015-11-18 | 2015-11-18 | Procede de determination de la masse d'un vehicule automobile a partir de donnees d'un systeme de positionnement global |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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|---|---|
| FR3043772A3 true FR3043772A3 (fr) | 2017-05-19 |
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| FR1561088A Withdrawn FR3043772A3 (fr) | 2015-11-18 | 2015-11-18 | Procede de determination de la masse d'un vehicule automobile a partir de donnees d'un systeme de positionnement global |
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| FR (1) | FR3043772A3 (fr) |
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2015
- 2015-11-18 FR FR1561088A patent/FR3043772A3/fr not_active Withdrawn
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