FR3075154B1 - Procede de surveillance du fonctionnement d'un systeme de direction assistee - Google Patents

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Abstract

Procédé (100) de surveillance du fonctionnement d'un système de direction assistée comprenant un volant, un moteur d'assistance et un module de surveillance (Msur) caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de détermination d'au moins une valeur limite temporaire (Vlmaxt, Vlmint) d'un paramètre; - une étape d'estimation (3) d'une valeur additionnelle (Vadd) apportée par une fonctionnalité d'aide (F) à une valeur consigne (Cmc) du paramètre; - une étape de correction (4) de l'au moins une valeur limite temporaire (Vlmaxt, Vlmint) par la valeur additionnelle (Vadd).

Description

L'invention concerne le domaine des systèmes de direction assistée d'un véhicule et plus particulièrement un procédé de surveillance du fonctionnement d'un système de direction assistée.
Un système de direction d'un véhicule a pour objet de permettre à un conducteur de contrôler une trajectoire du véhicule en exerçant un effort sur un volant.
Un système de direction assistée électrique d'un véhicule fait appel à un moteur d'assistance, piloté par un calculateur de direction, pour réduire les efforts à fournir par le conducteur sur le volant pour tourner les roues du véhicule.
En situation normale, l'effort exercé sur le volant, c'est-à-dire le couple volant, par le conducteur entraîne un effort d'assistance consigne, c'est-à-dire un couple moteur consigne, qui sera exercé par le moteur d'assistance, généralement dans un sens identique à un sens du couple volant, de manière à faire tourner les roues dans le sens désiré par le conducteur. Le couple volant et le couple moteur consigne s'exercent généralement dans le même sens.
Par exemple, en déterminant que le sens positif correspond à une action « tourner les roues à droite », lorsque le conducteur tourne le volant dans le sens positif, il exerce un couple volant positif qui entraîne un couple moteur consigne positif permettant de tourner les roues du véhicule vers la droite.
Le système de direction assistée, par son action sur la trajectoire du véhicule, a un rôle déterminant dans la sécurité des occupants du véhicule.
Ainsi, des législations imposent que le bon fonctionnement dudit système de direction assisté soit contrôlé en permanence. C'est-à-dire qu'une valeur consigne d'un paramètre soit cohérente par rapport à un signal d'entrée en situation normale. Par exemple, la valeur consigne peut être le couple moteur consigne et le signal d'entrée peut-être le couple volant.
La surveillance du bon fonctionnement, en situation normale, est réalisée par un module de surveillance et un module de comparaison. Le module de surveillance fonctionne en permanence, et détermine au moins une valeur limite de la valeur consigne du paramètre. Le module de comparaison fonctionne en permanence, et compare la valeur consigne du paramètre à l'au moins une valeur limite.
Lorsque le système de direction assistée fonctionne correctement, la valeur consigne est cohérente avec l'au moins une valeur limite. On peut ainsi détecter le bon fonctionnement ou au contraire une défaillance du système de direction assistée.
Par exemple, la surveillance du bon fonctionnement peut consister à vérifier que le couple moteur consigne ait une valeur cohérente par rapport à une valeur limite maximum et une valeur limite minimum déterminées par le module de surveillance en fonction du couple volant. La valeur limite maximum et la valeur limite minimum permettent entre autres d'assurer que le couple moteur consigne et le couple volant sont dans le même sens.
Par ailleurs, il existe des fonctionnalités d'aide intégrées dans les véhicules, telles que des aides à la conduite (ADAS), permettant de piloter ponctuellement le système de direction assistée de manière à, par exemple inciter le conducteur à corriger son action en cas de situation dangereuse comme un sur-virage ou un sous-virage, ou lors d'un franchissement d'une ligne blanche, à piloter le véhicule de manière à le maintenir entre deux lignes blanches ou à manœuvrer le véhicule lors d'un stationnement.
Les fonctionnalités d'aide interfèrent avec une régulation normale du système de direction assistée de manière à au moins modifier la valeur consigne du paramètre. La valeur consigne n'est alors plus cohérente avec le signal d'entrée. Par exemple, lorsque la fonctionnalité d'aide est active, le couple moteur consigne peut être dans un sens différent du couple volant.
Ainsi, les fonctionnalités d'aide interfèrent avec le module de surveillance qui détermine une valeur limite non cohérente avec la valeur consigne.
Une solution permettant d'éviter des incohérences est de dégrader la surveillance réalisée par le module de surveillance en situation normale en modifiant les valeurs limites du paramètre déterminées par le module de surveillance.
Par exemple, une solution consiste à modifier la valeur limite maximum et la valeur limite minimum du couple moteur consigne en fonction du couple volant. Cette solution a l'inconvénient de dégrader la surveillance effectuée par le module de surveillance en l'absence d'une fonctionnalité d'aide.
Un compromis doit alors être réalisé entre de fausses détections de défaillances du système de direction assistée et une dégradation de la surveillance effectuée.
L'invention a pour but de remédier à tout ou partie des inconvénients précités en assurant un procédé de surveillance du fonctionnement d'un système de direction assistée comprenant un volant, un moteur d'assistance et un module de surveillance caractérisé en ce qu'il comprend :
- une étape de détermination d'au moins une valeur limite temporaire d'un paramètre;
- une étape d'estimation d'une valeur additionnelle apportée par une fonctionnalité d'aide à une valeur consigne du paramètre;
- une étape de correction de l'au moins une valeur limite temporaire par la valeur additionnelle.
Le système de direction assistée, via un calculateur de direction, détermine la valeur consigne d'un paramètre qui dépend d'au moins un signal d'entrée, ou d'une fonction d'aide lorsqu'une fonctionnalité d'aide est appliquée sur le système de direction assistée.
Le module de surveillance détermine, lors de l'étape de détermination, au moins une valeur limite temporaire correspondant à l'au moins une valeur limite déterminée en l'absence de l'application de la fonctionnalité d'aide.
Ainsi, le module de surveillance fonctionne de manière identique qu'une fonctionnalité d'aide soit active ou inactive. Il n'y a pas de dégradation de la surveillance réalisée par le module de surveillance lorsque la fonctionnalité d'aide est inactive.
Cependant, pour prendre en compte une influence de la fonctionnalité d'aide sur la valeur consigne, le procédé estime la valeur additionnelle apportée par la fonctionnalité d'aide à la valeur consigne. C'est-à-dire l'influence de la fonctionnalité d'aide sur la valeur consigne. La valeur consigne correspond alors à la somme de la valeur additionnelle et de la valeur consigne déterminée en l'absence de l'application de la fonctionnalité d'aide.
Enfin, le procédé corrige l'au moins une valeur limite temporaire par la valeur additionnelle de manière à déterminer l'au moins une valeur limite du paramètre.
Ainsi, le procédé selon l'invention permet de déterminer au moins une valeur limite du paramètre prenant en compte une influence de la fonctionnalité d'aide sur la valeur consigne, sans modifier la surveillance lorsque la fonctionnalité d'aide n'est pas active.
Le système de direction assistée sera déclaré défaillant lorsque la valeur consigne n'est pas cohérente avec la valeur limite.
Selon une caractéristique de l'invention, l'étape de détermination définit une valeur limite maximum temporaire et une valeur limite minimum temporaire du paramètre.
Ainsi, en l'absence d'une fonctionnalité d'aide et lorsque le système de direction assistée fonctionne correctement, la valeur consigne du paramètre doit être comprise entre la valeur limite maximum temporaire et la valeur limite minimum temporaire.
Selon une caractéristique de l'invention, l'étape d'estimation calcule la valeur additionnelle en utilisant une première fonction de transfert entre la valeur consigne et une fonction d'aide de la fonctionnalité d'aide.
La fonction d'aide représente l'influence de la fonctionnalité d'aide sur le calculateur de direction.
On établit une relation mathématique entre la valeur consigne du paramètre et la fonction d'aide de la fonctionnalité d'aide.
Selon une caractéristique de l'invention, l'étape de correction ajoute la valeur additionnelle à une valeur limite temporaire du paramètre.
Ainsi la somme de la valeur additionnelle et de la valeur limite temporaire est égale à une valeur limite du paramètre.
Lorsque la fonctionnalité d'aide est inactive, la valeur additionnelle est égale à 0, et la valeur limite temporaire est égale à une valeur limite du paramètre.
La valeur limite du paramètre est cohérente avec la valeur consigne lorsque le système de direction assistée fonctionne correctement, et lorsque la fonctionnalité d'aide est active ou inactive.
Selon une caractéristique de l'invention, le procédé comprend une étape de calcul d'une valeur supplémentaire apportée par la fonctionnalité d'aide à un signal d'entrée modifié du module de surveillance.
La fonctionnalité d'aide peut interférer avec le système de direction assistée en modifiant la valeur consigne du paramètre mais également en modifiant au moins un signal d'entrée du calculateur de direction, que l'on nommera signal d'entrée modifié dans la suite de la description.
Lorsque c'est le cas, le signal d'entrée du module de surveillance est également modifié par la fonctionnalité d'aide. Le signal d'entrée du module de surveillance devient égal au signal d'entrée modifié.
La fonctionnalité d'aide peut influencer plusieurs signaux d'entrée.
Le procédé calcule la valeur supplémentaire apportée par la fonctionnalité d'aide au signal d'entrée modifié. C'est-à-dire l'influence de la fonctionnalité d'aide sur le signal d'entrée modifié.
Selon une caractéristique de l'invention, l'étape de calcul détermine la valeur supplémentaire en utilisant une seconde fonction de transfert entre le signal d'entrée modifié et la fonction d'aide de la fonctionnalité d'aide.
Ainsi on établit une relation mathématique entre chaque signal d'entrée modifié et la fonction d'aide de la fonctionnalité d'aide.
Selon une caractéristique de l'invention, la première et/ou la seconde fonction de transfert est identifiée par une équation théorique.
Selon une caractéristique de l'invention, la première et/ou la seconde fonction de transfert est identifiée de manière empirique à l'aide d'au moins une simulation et/ou d'au moins une expérience.
Selon une caractéristique de l'invention, le procédé comprend une étape de modification du signal d'entrée modifié par la valeur supplémentaire.
Le procédé prend en compte l'influence de la fonctionnalité d'aide sur le signal d'entrée modifié en définissant le signal d'entrée du module de surveillance comme une combinaison de la valeur supplémentaire et du signal d'entrée modifié.
Ainsi, le signal d'entrée du module de surveillance n'est pas influencé par une fonctionnalité d'aide que celle-ci soit active ou inactive.
Le module de surveillance détermine des valeurs limites temporaires non influencées par la fonctionnalité d'aide sur la base de ce signal d'entrée non influencé par la fonctionnalité d'aide.
Selon une caractéristique de l'invention, l'étape de modification soustrait la valeur supplémentaire au signal d'entrée modifié.
Ainsi le signal d'entrée est une soustraction la valeur supplémentaire et du signal d'entrée modifié de manière à enlever l'influence de la fonctionnalité d'aide du le signal d'entrée modifié.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation selon la présente invention, donné à titre d'exemple non limitatif et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d'un fonctionnement normal d'une direction assistée ;
- la figure 2 est une courbe représentant une valeur limite maximum et une valeur limite minimum d'un couple moteur en fonction d'un couple volant en fonctionnement normal;
- la figure 3 est une représentation d'un point de fonctionnement d'une fonctionnalité d'aide;
- la figure 4 est une représentation schématique d'un fonctionnement aidé d'une direction assistée ;
- la figure 5 est une représentation schématique du procédé selon l'invention ;
Dans un fonctionnement normal d'une direction assistée, une boucle de régulation régule un couple moteur appliqué Cma en fonction d'un couple volant Cv exercé par un conducteur sur un volant d'un véhicule afin de déterminer une trajectoire dudit véhicule. Comme on peut le voir sur la figure 1, un calculateur de direction CD détermine un couple moteur consigne Cmc, qui est égal, en l'absence de défaillance, au couple moteur appliqué Cma sur un système mécanique SM comprenant au moins un moteur d'assistance, afin d'aider le conducteur dans son intention de tourner. La boucle de régulation entraîne une influence du couple volant Cv sur le couple moteur appliqué Cma et inversement.
Des législations demandent d'assurer la sécurité du conducteur et l'intégrité du véhicule en cas de défaillance du calculateur de direction CD, c'est-à-dire lorsque le couple moteur consigne Cmc devient incohérent par rapport au couple volant Cv. Ainsi, par exemple, on détermine que le couple moteur appliqué Cma doit toujours, en fonctionnement normale, avoir une valeur en rapport avec le couple volant Cv exercé.
Cette condition est vérifiée par un module de surveillance MSUr et par un module de comparaison MCP.
Le module de surveillance MSUr, de type « interlock », reçoit un signal d'entrée correspondant au couple volant Cv exercé et détermine une valeur limite maximum Vimax et une valeur limite minimum Vimin d'un couple moteur Cm selon des courbes de contrôle représentées sur la figure 2. La valeur limite maximum Vimax est sensiblement égale à 0 lorsque le couple volant Cv est négatif puis croit de manière linéaire jusqu'à une asymptote. La valeur limite minimum Vimin est égale à une constante négative sur certaines valeurs négatives du couple volant Cv puis croit linéairement de manière à être sensiblement égale à 0 lorsque le couple volant est Cv positif.
Bien entendu, la figure 2 représente un exemple nullement limitatif d'une courbe de contrôle, d'autres formes de courbes de contrôle peuvent être envisagées.
Ainsi, le module de surveillance MSUr borne la valeur du couple moteur Cm entre la valeur limite maximum Vimax et la valeur limite minimum Vimin. En outre, sur le mode de réalisation de la figure 2, la valeur limite maximum Vimax étant sensiblement égale à 0 lorsque le couple volant Cv est négatif et la valeur limite minimum Vimin étant sensiblement égale à 0 lorsque le couple volant Cv est positif, le module de surveillance MSUr établit que le couple volant Cv et le couple moteur Cm sont dans le même sens.
Le module de comparaison MCP reçoit en entrée la valeur limite maximum Vimax, la valeur limite minimum Vimin et le couple moteur consigne Cmc. Le module de comparaison MCP compare le couple moteur consigne Cmc aux valeurs limites maximum Vimax et minimum Vimin et transmet le couple moteur appliqué Cma.
Le couple moteur appliqué Cma est égal au couple moteur consigne Cmc tant que le couple moteur consigne Cmc est compris entre les valeurs limites maximum Vimax et minimum Vimin.
Dès lors que le couple moteur consigne Cmc excède une valeur limite Vlmax, Vlmin, le calculateur de direction CD est déclaré défaillant et le couple moteur appliqué Cma est limité à la valeur limite maximum Vimax ou minimum Vimin.
En fonctionnement aidé, une fonctionnalité d'aide F s'exerce ponctuellement sur le système de direction assistée et plus particulièrement sur le calculateur de direction CD comme on peut le voir sur la figure 4. La fonctionnalité d'aide F détermine un point de fonctionnement Pfa correspondant à un couple volant d'aide Cva et un couple moteur consigne d'aide Cmca, différent d'un point de fonctionnement normal P correspondant au point de fonctionnement exercé dans une situation normale.
En fonctionnement aidé, le couple volant Cv est égal au couple volant d'aide Cva et le couple moteur consigne Cmc est égal le couple moteur consigne d'aide Cmca.
En l'absence d'un procédé selon l'invention, le module de surveillance Msur reçoit la valeur du couple volant d'aide Cva et détermine une valeur limite maximum Vimax et minimum Vimin associé à ce couple volant d'aide Cva de manière à garantir que le couple moteur appliqué à une valeur cohérente avec le couple volant d'aide Cva. Cependant, le couple moteur consigne d'aide Cmca déterminé par la fonction d'aide F n'est pas compris entre les courbes de contrôle du module de surveillance MSUr comme on peut le voir sur la figure 3. Ainsi le module de comparaison MCP détecte une fausse défaillance du calculateur de direction CD et transmet un couple moteur appliqué Cma égal à la valeur limite minimum Vimin.
Dans le procédé selon l'invention 100 tel que représenté en figure 5, le module de surveillance MSUr n'est pas affecté par une activation de la fonctionnalité d'aide F.
Dans le procédé selon l'invention 100, une étape de calcul 1 détermine une valeur supplémentaire Vsup apportée par la fonctionnalité d'aide F au couple volant d'aide Cva par rapport au couple volant Cv s'exerçant en situation normale. La valeur supplémentaire Vsupest calculée grâce à une seconde fonction de transfert H2 entre couple volant d'aide Cva et une fonction d'aide Fa de la fonctionnalité d'aide F.
Le couple volant d'aide Cva exercé par la fonctionnalité d'aide F est donc égal à la somme du couple volant Cv exercé en situation normale et de la valeur supplémentaire Vsup.
Lors d'une étape de modification 2, le procédé soustrait la valeur supplémentaire Vsup au couple volant d'aide Cva. Ainsi, l'étape de modification 2 émet un signal correspondant au couple volant Cv en l'absence d'une fonctionnalité d'aide F.
Le couple volant Cv est le signal d'entrée du module de surveillance MSUr. Ainsi, le signal reçu par le module de surveillance MSUr correspond toujours au couple volant Cv que la fonctionnalité d'aide F soit active ou inactive. Le module de surveillance MSUr détermine, lors d'une étape de détermination, grâce aux courbes de contrôle, une valeur limite maximum temporaire Vimaxt et une valeur limite minimum temporaire Vimint associé à ce couple volant Cv. Le fonctionnement du module de surveillance MSUr n'est pas influencé par la fonctionnalité d'aide F.
En outre, le procédé détermine également une valeur additionnelle Vadd apportée par la fonctionnalité d'aide F au couple moteur consigne d'aide Cmca lors d'une étape d'estimation 3. L'étape d'estimation 3 met en œuvre une première fonction de transfert H1 entre la valeur moteur consigne d'aide Cmca et la fonction d'aide Fa de la fonctionnalité d'aide F.
Le couple moteur consigne d'aide Cmca exercé par la fonctionnalité d'aide F est donc égal à la somme du couple moteur consigne Cmc exercé en situation normale et de la valeur additionnelle Vadd.
L'influence de la fonctionnalité d'aide F sur le couple moteur consigne d'aide Cmca est pris en compte par le module de surveillance MSUr lors d'une étape de correction 4 de la valeur limite maximum temporaire Vimaxt et de la valeur limite minimum temporaire Vimint. Lors de l'étape de correction 4, la valeur additionnelle Vadd est ajoutée à chacune des valeurs limites temporaires maximum Vimaxt et minimum Vimintde manière à obtenir une valeur limite maximum Vimax et minimum Vimin prenant en compte l'influence de la fonctionnalité d'aide F.
Ainsi, on soustrait l'influence de la fonctionnalité d'aide F en amont du module de surveillance MSUr et on ajoute l'influence de la fonctionnalité d'aide F en aval du module de surveillance MSUr de sorte que le module de surveillance MSUr n'est pas influencé par la fonctionnalité d'aide mais que la valeur limite maximum Vimax et la valeur limite minimum Vimin prennent en compte l'influence de la fonctionnalité d'aide F.
Enfin, le module de comparaison MCP compare la valeur moteur consigne d'aide Cmca avec la valeur limite maximum Vimax et la valeur limite minimum 5 Vimin. Le module de comparaison MCP n'est pas influencé par l'activation de la fonctionnalité d'aide F.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux figures annexées. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution 10 d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (8)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé (100) de surveillance du fonctionnement d'un système de direction assistée comprenant un volant, un moteur d'assistance et un module de surveillance (Msur) caractérisé en ce qu'il comprend :
    - une étape de détermination d'au moins une valeur limite temporaire (Vimaxt, Vimint) d'un paramètre;
    - une étape d'estimation (3) d'une valeur additionnelle (Vadd) apportée par une fonctionnalité d'aide (F) à une valeur consigne (Cmc) du paramètre;
    - une étape de correction (4) de l'au moins une valeur limite temporaire (Vimaxt, Vimint) par la valeur additionnelle (Vadd).
  2. 2. Procédé (100) selon la revendication 1, dans lequel l'étape de détermination définit une valeur limite maximum temporaire (Vimaxt) et une valeur limite minimum temporaire (Vimint) du paramètre.
  3. 3. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape d'estimation (3) calcule la valeur additionnelle (Vadd) en utilisant une première fonction de transfert (Hl) entre la valeur consigne (Cmc) et une fonction d'aide (Fa) de la fonctionnalité d'aide (F).
  4. 4. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de correction (4) ajoute la valeur additionnelle (Vadd) à une valeur limite temporaire (Vimaxt, Vimint) du paramètre.
  5. 5. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape de calcul (1) d'une valeur supplémentaire (Vsupp) apportée par la fonctionnalité d'aide (F) à un signal d'entrée modifié (Cva) du module desurveillance (Msur).
  6. 6. Procédé (100) selon la revendication 5, dans lequel l'étape de calcul (1) détermine la valeur supplémentaire (Vsupp) en utilisant une seconde fonction (H2) de transfert entre le signal d'entrée modifié (Cva) et la fonction d'aide (Fa) de la fonctionnalité d'aide (F).
  7. 7. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications 5 à 8, comprenant une étape de modification (2) du signal d'entrée modifié (Cva) par la valeur supplémentaire (Vsupp).
  8. 8. Procédé (100) selon la revendication 9, dans lequel l'étape de modification (2) soustrait la valeur supplémentaire (Vsupp) au signal d'entrée modifié (Cva)·
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