WO2011128591A1 - Procede et systeme de detection d'une situation de freinage d'un vehicule automobile en adherence asymetrique - Google Patents

Procede et systeme de detection d'une situation de freinage d'un vehicule automobile en adherence asymetrique Download PDF

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WO2011128591A1
WO2011128591A1 PCT/FR2011/050850 FR2011050850W WO2011128591A1 WO 2011128591 A1 WO2011128591 A1 WO 2011128591A1 FR 2011050850 W FR2011050850 W FR 2011050850W WO 2011128591 A1 WO2011128591 A1 WO 2011128591A1
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braking
wheels
vehicle
adhesion
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Lionel Lorimier
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Renault S.A.S.
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    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
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    • B60T8/1764Regulation during travel on surface with different coefficients of friction, e.g. between left and right sides, mu-split or between front and rear
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    • B60T2260/00Interaction of vehicle brake system with other systems
    • B60T2260/06Active Suspension System

Definitions

  • the present invention relates to the field of motor vehicle braking equipped with anti-lock wheel systems, and more particularly to the detection of an asymmetric grip braking situation.
  • ABS anti-lock wheel system
  • active or passive chassis such as for example active anti-roll bars whose function is to control the rolling behavior of the vehicles by means of actuators creating an anti-rollover torque around the roll axis of the vehicle.
  • the object of the present invention is to solve the aforementioned problems by proposing a method and a system for detecting an asymmetric friction braking situation operating whatever the operating state of the ABS system, and whatever the load exerted on the wheel, and therefore including whether or not there is one of the systems influencing the wheel loads, and without there being a difference in treatment between a cornering and a straight line.
  • the subject of the invention is a method of detecting an asymmetrically adhered braking situation of a motor vehicle equipped with a wheel anti-lock system able to implement a regulation of the braking exerted on the brakes. right and left front wheels of the vehicle, said method comprising the measurement or estimation of the braking pressures exerted on said wheels, and the determination of the braking situation as a function of said pressures and the operating state of the anti-lock system .
  • the method furthermore comprises measuring or estimating the vertical loads exerted on the front right and left wheels, and in that the determination of said braking situation is performed as a function of the ratio of the braking pressure. on the vertical load of the right front wheel and the ratio of the pressure to the vertical load of the left front wheel.
  • the detection of the braking situation in asymmetric grip takes into account both the effects a possible control system of the vehicle chassis, such as an anti-roll system or active suspension, and the effects of cornering. The detection is thus reliable in any situation.
  • the method includes one or more of the following features:
  • the vehicle is equipped with a vehicle chassis control system capable of modifying the vertical loads exerted on the right and left front wheels, in that the method comprises the measurement of the longitudinal and vertical accelerations of the vehicle, and the estimation of the vertical loads exerted on the right and left front wheels of the vehicle is performed according to measured accelerations and actions of the chassis control system on said wheels;
  • the determination of said braking situation is triggered when at least one of the right or left front wheels is in a braking regulation situation by the anti-lock wheel system, the determination of said braking situation then comprising:
  • the method comprises measuring or estimating the angular acceleration of the right and left front wheels as well as measuring or estimating the longitudinal speed of the vehicle, and in that the determination of said braking situation is triggered when at least one of the right or left front wheels is in a braking regulation situation by the anti-lock wheel system, the determination of said braking situation then comprising:
  • v x is the vehicle longitudinal speed
  • e st the angular has ccélération of the wheel is the radius of the wheel
  • Efficiency _ AVD brake ArG is the braking efficiency on the wheel
  • the cut-off frequency of the low-pass filter is selected as a function of the variations in the amplitude of the braking pressures exerted on the wheels by the anti-lock wheel system;
  • the method further comprises the identification of the vehicle side being in stronger adhesion as a function of the sign of the difference of the calculated adhesion values.
  • the invention also relates to a system for detecting a braking situation in asymmetric grip of a motor vehicle equipped with a wheel anti-lock system capable of implementing a braking regulation exerted on the right front wheels. and left of the vehicle, said system comprising means for measuring or estimating the braking pressures exerted on said wheels, and means for determining the braking situation as a function of said pressures and the operating state of the braking system. antilock.
  • the system further comprises means for measuring or estimating the vertical loads exerted on the right and left front wheels, and in that the means for determining said braking situation are able to determine this according to the ratio of the braking pressure to the vertical load of the right front wheel and the ratio of the pressure to the vertical load of the left front wheel.
  • FIG 1 is a schematic view of a detection system according to the invention.
  • FIG. 2 is a schematic view of the detection unit forming part of the system of Figure 1.
  • the vehicle comprises for example two right and left front wheels, designated respectively “AVD” wheel and “AVG” wheel, and two right and left rear wheels, respectively designated “ARD wheel” and “ARG” wheel.
  • the motor vehicle is also equipped with an anti-lock wheel system, or "ABS” system implementing a regulation of the brake pressure of the wheels according to the measurement of the measured rotational speeds of said wheels.
  • ABS anti-lock wheel system
  • the ABS system is known in itself from the state of the art and will therefore not be described in more detail later for reasons of brevity. It should be noted, however, that the invention applies to any type of ABS system, whatever its type of operation.
  • the motor vehicle is also equipped with an active or passive chassis control system, such as anti-roll bars, which acts on the vertical loads of the wheels of the vehicle, or an active suspension.
  • an active or passive chassis control system such as anti-roll bars, which acts on the vertical loads of the wheels of the vehicle, or an active suspension.
  • the chassis control system is known in itself from the state of the art and will not be described in more detail later for reasons of brevity. It should also be noted that the invention applies to any type of active or passive systems, whatever its type of operation.
  • the detection system 10 is preferably implemented by a computer 12 in charge of controlling the actions on the chassis of the vehicle. In the absence of such a computer, the system 10 is preferably implemented by the computer of the ABS system.
  • the detection system 10 comprises:
  • a unit 16 for determining said position based on quantities supplied from the input block 14 and information relating to the vehicle side with the highest adhesion and the average carrier adhesion.
  • the unit 16 provides its information to devices 18 in charge of controlling the chassis (active steering system, active braking system, active anti-roll system, active suspension system, etc.) in order to optimize the control of the chassis. action of these, and possibly other computers 20, such as a computer in charge of managing an alarm at the vehicle cabin.
  • devices 18 in charge of controlling the chassis (active steering system, active braking system, active anti-roll system, active suspension system, etc.) in order to optimize the control of the chassis. action of these, and possibly other computers 20, such as a computer in charge of managing an alarm at the vehicle cabin.
  • the braking pressures P AVD , P AVG are measured or estimated in a conventional manner.
  • the input block 14 furthermore comprises vertical force sensors, directly measuring the vertical load exerted on each of the right front wheels and
  • the block 14 comprises means 22 for estimating said vertical loads as a function of the actions of the chassis control system on the front wheels.
  • the input block 14 calculates the vertical loads expressed in N, exerted on the right front wheels and
  • ⁇ L is the wheelbase of the vehicle, in m
  • ⁇ g is the gravitational acceleration, in m / s 2 ;
  • ⁇ m is the total mass of the vehicle, including empty weight and its state of load, in kg;
  • ⁇ h is the height of the center of gravity of the vehicle relative to the ground, in m;
  • ⁇ k is the ratio of the anti-roll torque exerted on the rear of the vehicle to the total anti-roll torque
  • ⁇ / 2 is the distance between the center of gravity of the vehicle and the axis of the vehicle's rear axle, in m;
  • ⁇ e 1 is the front track of the vehicle, in m;
  • the block 14 calculates the vertical loads exerted on the right and left front wheels according to the relationships:
  • C AV is the anti-roll torque (in Nm) created around the roll axis of the vehicle by the actuator located at the front of the vehicle;
  • C AR is the anti-roll torque (in Nm) created around the roll axis of the vehicle by the actuator located at the rear of the vehicle.
  • the block 14 calculates the vertical loads exerted on the right and left front wheels according to the relations:
  • the block 14 is also connected to the computer of the ABS system and delivers according to the information received from it the variable D 0.5ABS representative of the operating status of the ABS on the right and left front wheels. More particularly:
  • ⁇ D_StatusAB 1 if the front left wheel is in ABS regulation but the front right wheel is not in ABS regulation;
  • the block 14 also delivers the pressure P M c in the master cylinder of the vehicle, or in a similar manner the position of the brake pedal, one or the other of these magnitudes reflecting the driver's will to brake or not .
  • the pressure or the position of the brake pedal is measured or estimated as is known per se from the state of the art.
  • the modes of operation of the unit 16 will now be described in relation with FIG. 2, which represents a schematic view of the unit 16.
  • the unit 16 for determining the asymmetric friction braking situation has four modes of operation as a function of the value of the variable D StateABS, as will be explained hereinafter.
  • the unit 16 comprises a first block 1602 for calculating a gross adhesion value of the left front wheel as a function of the braking pressure P AVG , expressed in
  • r AVG is a predetermined radius of the left front wheel, expressed in m
  • Efficiency _ AVG brake is a predetermined braking efficiency on the left front wheel
  • b horn is a predetermined parameter of adimensional adjustment. So that the ratio is dimensionless
  • the unit 16 comprises a block 1604 for calculating a raw value adhesion
  • the unit 16 also comprises a selection block 1606 receiving the variable D StateABS and the pressure P MC in the master cylinder, and determining, according to these, the operating state of the unit as well as the transitions between its different states.
  • P MC is a predetermined setting parameter specifying the minimum pressure (or the minimum depression of the brake pedal) that the driver must exert in the master cylinder for this action to be considered as a braking will on his part.
  • block 1606 selects the first operating mode.
  • the unit 16 also comprises a first filter block 1608, connected to the block 1602, and applying to the raw value of adhesion delivered by the latter a filtering of the type
  • the unit 16 comprises a second block 1610 filter connected to the block 1604, and applying to the raw value of adhesion issued by it a
  • the unit 16 finally comprises a detection block 1612, connected to the filter blocks 1606 and 1610 as well as to the selection block 1606. , and outputting the following variables as a function of the output quantities thereof:
  • ⁇ D_FreinageMuSplit_status This variable represents the detected braking state.
  • V_CoteHauteAdherence_status This variable represents the side of the vehicle with the most traction. It is +1 when the strongest grip is on the right, -1 when the strongest adhesion is on the left, and 0 when the adhesions on the right and on the left are equivalent;
  • V_AdvantageAVD_est this variable takes the value of the estimated grip on the right side of the vehicle.
  • V_MedianAdherence_is this variable takes the value of the estimated average adhesion of the vehicle.
  • Block 1606 then delivers, independently of the values of pressures and loads:
  • V_CoteHauteAdherence_status 0;
  • the left front wheel is in the ABS control position but not the right front wheel.
  • the filter block 1608 implements a low-pass filtering of the raw adhesion values, thus making it possible to estimate the adhesion that can be mobilized at the level of the
  • “Mobilisable” adhesion means the maximum level of friction of the tires of a vehicle on a roadway, and which conditions its possibilities of evolution in safety.
  • the filter block 1608 implements a first-order digital low-pass filter according to the relation: where mobilizable adhesion A VG is the mobilizable adhesion ⁇ is the filter time constant and k ⁇ T e is the switching time in the operating mode No. 2.
  • the initialization of the low-pass filter is performed when switching to operating mode no.
  • the setting of the time constant is in turn realized according to the amplitude range traversed by the braking pressure exerted on the left front wheel during the ABS regulation applied to said wheel.
  • the right front wheel is not in ABS regulation, a slight low-pass filtering, or even no low-pass filtering, is applied to the raw values of adhesion by the block
  • the output of the block 1610 is thus the adhesion mobilized on the front right wheel, noted adhesion _ mobilizedA VD.
  • the detection block 1612 implements the following calculations:
  • V_CoteHauteAdherence_status 0; where is a predetermined setting parameter which defines from which adhesion difference between the right and left front wheels is detected a braking situation with asymmetric adhesion.
  • the block 1608 implements a low-pass filtering low, or no low-pass filtering, and thus delivers the adhesion mobilized adhesion mobilizedA VG at the left wheel
  • the block 1610 implements a filtering pass in order to estimate a mobilizable adhesion that can be mobilized A VD at the level of the right front wheel, for example a first-order digital low-pass filter according to the relation:
  • the initialization of the filter of the block 1610 is carried out at the instant k 0 T e by posing
  • the detection block 1612 implements the following calculations:
  • Blocks 1608 and 1610 implement low-pass filters, respectively those of equations (1) and (2) described in relation to modes No. 2 and No. 3.
  • the filter blocks 1608 and 1610 thus estimate the adhesions that can be mobilized on these two wheels since the latter are in limit of adhesion.
  • the initialization of the two filters is performed during a switchover, at the instant k 0 T e , in the moden ° 4 sincelemoden ° len
  • the filter of block 1610 is not reset and the filter of block 1608 is initialized by setting
  • the filters of the blocks 1608 and 1610 advantageously have two different time constants, each one chosen respectively in the manner described in relation to the operating modes No. 2 and No. 3.
  • the detection block 1612 implements the following calculations:
  • angle of the left and right front wheels respectively calculated by deriving the measured angular velocities of said wheels, and are the rotational inertia
  • light-pass type filtering is also applied at angular velocities.
  • An estimate of wheel adhesions is made, which can be used by other systems fitted to the vehicle, such as an active chassis control system, for example to optimize the braking potential of the wheels by limiting the creating a yaw moment;
  • a detection made that the vehicle is in a straight line or cornering, without the algorithmically different detection or otherwise for both of these situations, and in particular without changing the setting threshold used to determine if there is an asymmetrical adhesion.

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  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

Procédé de détection d'une situation de freinage en adhérence asymétrique d'un véhicule automobile équipé d'un système d'antiblocage de roue apte à mettre en œuvre une régulation du freinage exercée sur les roues avant droite et gauche du véhicule, ledit procédé comportant la mesure ou l'estimation des pressions de freinage exercées sur lesdites roues, et la détermination de la situation de freinage en fonction desdites pressions et de l'état de fonctionnement du système d'antiblocage, caractérisé en ce qu'il comporte en outre la mesure ou l'estimation des charges verticales exercées sur les roues avant droite et gauche, et en ce que la détermination de ladite situation de freinage est réalisée en fonction du rapport de la pression de freinage sur la charge verticale de la roue avant droite et du rapport de la pression sur la charge verticale de la roue avant gauche.

Description

PROCEDE ET SYSTEME DE DETECTION D'UNE SITUATION DE FREINAGE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE EN ADHERENCE ASYMETRIQUE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention a trait au domaine du freinage de véhicule automobile équipé de systèmes d' anti-blocage de roue, et plus particulièrement à la détection d'une situation de freinage en adhérence asymétrique.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Les situations de freinage en adhérence asymétrique d'un véhicule automobile, c'est-à- dire une situation dans laquelle les roues sur un côté du véhicule ne sont pas freinées avec la même adhérence que les roues de l'autre côté du véhicule et plus communément connue sous le nom de « μ -split », résultent généralement en la création d'un moment de lacet ayant pour effet de dévier le véhicule de sa trajectoire s'il n'est pas compensé. Ce comportement, qui peut s' avérer dangereux lorsque l'asymétrie d'adhérence est importante et/ou la vitesse de véhicule est important, a conduit les constructeurs à détecteur de telles situations afin de prendre des mesures appropriées lors de leur survenue.
Par ailleurs, également dans le but d'améliorer le confort et la tenue de route, nombre de véhicules automobiles sont équipés de système d'anti-blocage de roue, plus communément connus sous l'expression « ABS », ainsi que de systèmes de contrôle du châssis actifs ou passifs, comme par exemple des barres anti-roulis actives ayant pour fonction de commander le comportement en roulis des véhicules au moyen d'actionneurs créant un couple anti-roulis autour de l'axe de roulis du véhicule. Ces actionneurs permettent notamment de réaliser un report de charge, c'est-à-dire des efforts verticaux, au niveau des roues d'un véhicule.
Usuellement la détection d'une situation de freinage en adhérence asymétrique est réalisée en fonction des vitesses angulaires de roues du véhicule ainsi que les couples d'accélération et de freinage exercés sur celles-ci, et donc notamment les pressions de freinage exercées sur les roues. Un exemple de détection de ce type est par exemple décrit dans le document DE-A-103 43 247. Toutefois, l'utilisation de ces seules informations n'est pas fiable dès lors qu'au moins deux roues sont en régulation ABS. Pour pallier cet inconvénient, des systèmes, comme celui décrit par exemple dans le document DE-A-10 2004 017 845, prennent également en compte l'état de fonctionnement du système ABS. Toutefois, la détection d'un freinage en adhérence asymétrique devient caduque si le véhicule est équipé d'un système anti-roulis qui influence la charge exercée sur les roues. De même, si le véhicule est équipé d'une suspension active, ce type de système est défaillant pour les mêmes raisons.
En outre, l'ensemble de ces systèmes, qui se basent sur des comparaisons de pressions de freinage, nécessite un traitement algorithmique différent selon que le véhicule est engagé dans un virage ou non. Ainsi notamment, les seuils de comparaison utilisés pour déterminer une adhérence asymétrique varient en fonction de la situation.
EXPOSE DE L'INVENTION
Le but de la présente invention est de résoudre les problèmes susmentionnés en proposant un procédé et un système de détection d'une situation de freinage en adhérence asymétrique fonctionnant quelque soit l'état de fonctionnement du système ABS, et quelque soit la charge exercée sur la roue, et donc notamment qu'il existe ou non un des systèmes influençant les charges des roues, et sans qu'il y ait une différence de traitement entre une prise de virage et une ligne droite.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de détection d'une situation de freinage en adhérence asymétrique d'un véhicule automobile équipé d'un système d'antiblocage de roue apte à mettre en œuvre une régulation du freinage exercée sur les roues avant droite et gauche du véhicule, ledit procédé comportant la mesure ou l'estimation des pressions de freinage exercées sur lesdites roues, et la détermination de la situation de freinage en fonction desdites pressions et de l'état de fonctionnement du système d'antiblocage.
Selon l'invention, le procédé comporte en outre la mesure ou l'estimation des charges verticales exercées sur les roues avant droite et gauche, et en ce que la détermination de ladite situation de freinage est réalisée en fonction du rapport de la pression de freinage sur la charge verticale de la roue avant droite et du rapport de la pression sur la charge verticale de la roue avant gauche.
En d'autres termes, en utilisant les charges verticales exercées sur les roues, la détection de la situation de freinage en adhérence asymétrique prend en compte à la fois les effets d'un éventuel système de contrôle du châssis du véhicule, comme par exemple un système anti-roulis ou une suspension active, et les effets d'une prise de virage. La détection est ainsi fiable en toute situation. Selon des modes de réalisation particuliers, le procédé comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
le véhicule est équipé d'un système de contrôle du châssis du véhicule apte à modifier les charges verticales exercées sur les roues avant droite et gauche, en ce que le procédé comporte la mesure des accélérations longitudinales et verticales du véhicule, et l'estimation des charges verticales exercées sur les roues avant droite et gauche du véhicule est réalisée en fonction des accélérations mesurées et des actions du système de contrôle du châssis sur lesdites roues ;
la détermination de ladite situation de freinage est déclenchée lorsqu'au moins une des roues avant droite ou gauche est en situation de régulation de freinage par le système d'anti-blocage de roue, la détermination de ladite situation de freinage comportant alors :
le calcul d'une valeur d'adhérence pour chacune desdites roues selon la relation :
Figure imgf000005_0001
où 7 est un instant d'échantillonnage,
Figure imgf000005_0002
est la valeur d'adhérence pour la roue, PAVD G est la pression de freinage exercée sur la roue, est la
Figure imgf000005_0003
charge verticale exercée sur la roue, rAVD ArG Qst le rayon de la roue, Efficacité _ frein AVD ArG est l'efficacité du freinage sur la roue, et ô∞r est un paramètre prédéterminé de réglage ;
le filtrage passe-bas de chacune des valeurs d'adhérence des roues en situation de régulation de freinage ; et
la détection de la situation de freinage en adhérence asymétrique si la différence entre les valeurs d'adhérence des roues avant droite et gauche est supérieure en valeur absolue à un seuil prédéterminé ;
le procédé comporte la mesure ou l'estimation de l'accélération angulaire des roues avant droite et gauche ainsi que la mesure ou l'estimation de la vitesse longitudinale du véhicule, et en ce que la détermination de ladite situation de freinage est déclenchée lorsqu'au moins une des roues avant droite ou gauche est en situation de régulation de freinage par le système d'anti-blocage de roue, la détermination de ladite situation de freinage comportant alors :
le calcul d'une valeur d'adhérence pour chacune desdites roues selon la relation :
Figure imgf000006_0001
où 7 est un instant d'échantillonnage,
Figure imgf000006_0002
est la valeur d'adhérence pour la roue, PAVD G est la pression de freinage exercée sur la roue, est la
Figure imgf000006_0003
charge verticale exercée sur la roue, vx est la vitesse longitudinale du véhicule, est l'accélération angulaire de la roue, est le rayon de la roue,
Figure imgf000006_0006
Figure imgf000006_0005
Efficacité _ frein AVD ArG est l'efficacité du freinage sur la roue,
Figure imgf000006_0004
l'inertie en rotation de la roue, et bcor est un paramètre prédéterminé de réglage ;
le filtrage passe-bas de chacune des valeurs d'adhérence des roues en situation de régulation de freinage ; et
la détection de la situation de freinage en adhérence asymétrique si la différence entre les valeurs d'adhérence des roues avant et droite est supérieure en valeur absolue à un seuil prédéterminé ;
la fréquence de coupure du filtre passe-bas est sélectionnée en fonction des variations de l'amplitude des pressions de freinage exercées sur les roues par le système d'anti-blocage de roue ; et
le procédé comporte en outre l'identification du côté du véhicule étant en plus forte adhérence en fonction du signe de la différence des valeurs d'adhérence calculées.
L'invention a également pour objet un système de détection d'une situation de freinage en adhérence asymétrique d'un véhicule automobile équipé d'un système d'antiblocage de roue apte à mettre en œuvre une régulation du freinage exercé sur les roues avant droite et gauche du véhicule, ledit système comportant des moyens de mesure ou d'estimation des pressions de freinage exercées sur lesdites roues, et des moyens de détermination de la situation de freinage en fonction desdites pressions et de l'état de fonctionnement du système d'antiblocage. Selon l'invention, le système comporte en outre des moyens de mesure ou d'estimation des charges verticales exercées sur les roues avant droite et gauche, et en ce que les moyens de détermination de ladite situation de freinage sont aptes à déterminer celle-ci en fonction du rapport de la pression de freinage sur la charge verticale de la roue avant droite et du rapport de la pression sur la charge verticale de la roue avant gauche.
En d'autres termes, ce système est apte à mettre en œuvre le procédé de détection précité. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, données uniquement à titre d'exemple, et faite en relation avec les dessins annexés, dans lesquels :
" la figure 1 est une vue schématique d'un système de détection selon l'invention ; et
la figure 2 est une vue schématique de l'unité de détection entrant dans la constitution du système de la figure 1. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L 'INVENTION
Sur la figure 1, un système de détection d'une situation de freinage avec adhérence asymétrique d'un véhicule automobile est représenté schématiquement sous la référence générale 10.
Le véhicule comprend par exemple deux roues avant droite et gauche, désignées respectivement roue « AVD » et roue « AVG », et deux roues arrière droite et gauche, désignées respectivement « roue ARD » et roue « ARG ». Le véhicule automobile est par ailleurs équipé d'un système d'anti-blocage de roue, ou système « ABS » mettant en œuvre une régulation de la pression de freinage des roues en fonction de la mesure des vitesses de rotation mesurée desdites roues. Le système ABS est connu en soi de l'état de la technique et ne sera donc pas décrit plus en détail par la suite pour des raisons de concision. Il convient cependant de noter que l'invention s'applique à tout type de système ABS, quelque soit son type de fonctionnement.
Optionnellement, le véhicule automobile est également équipé d'un système de contrôle du châssis actif ou passif, comme par exemple des barres anti-roulis, qui agit sur les charges verticales des roues du véhicule, ou une suspension active. Tout comme le système ABS, le système de contrôle du châssis est connu en soi de l'état de la technique et ne sera pas décrit plus en détail par la suite pour des raisons de concision. Il convient également de noter que l'invention s'applique à tout type de systèmes actif ou passif, quelque soit son type de fonctionnement. Le système 10 de détection est préférentiellement mis en œuvre par un calculateur 12 en charge du contrôle des actions sur le châssis du véhicule. En l'absence d'un tel calculateur, le système 10 est préférentiellement mise en œuvre par le calculateur du système ABS. Le système 10 de détection comporte :
un bloc d'entrée 14 délivrant des grandeurs mesurées ou estimées sur lesquelles se fonde la détermination de la situation de freinage en adhérence asymétrique, notamment les pressions de freinage PAVD , PAVG et les charges verticales
Figure imgf000008_0001
exercées sur les roues avant, ainsi que l'état de fonctionnement D EtatABS du système ABS ; et
une unité 16 de détermination de ladite situation en fonction des grandeurs délivrées par le bloc d'entrée 14 ainsi que des informations relatives au côté du véhicule présentant la plus haute adhérence et à l'adhérence moyenne du véhicule.
L'unité 16 fournit ses informations à des dispositifs 18 en charge du contrôle du châssis (système de braquage actif, système de freinage actif, système d' anti-roulis actif, système de suspension active, etc ..) afin d'optimiser l'action de ceux-ci, et éventuellement à d'autres calculateurs 20, comme par exemple un calculateur en charge de la gestion d'une alarme au niveau de l'habitacle du véhicule.
Les pressions de freinage PAVD , PAVG sont mesurées ou estimées de manière classique.
Ces grandeurs sont usuellement utilisées par le système d'anti-blocage de roue, le bloc d'entrée 14 étant par exemple connecté au calculateur dudit système pour recevoir ces pressions.
Le bloc d'entrée 14 comporte par ailleurs des capteurs d'effort verticaux, mesurant directement la charge verticale exercée sur chacune des roues avant droite et
Figure imgf000008_0002
gauche du véhicule.
En variante, le bloc 14 comporte des moyens 22 d'estimation desdites charges verticales en fonction des actions du système de contrôle du châssis sur les roues avant
Figure imgf000008_0003
droite et gauche et de mesures des accélérations longitudinale yL et transversale yT du véhicule. Les informations relatives aux actions du système de contrôle du châssis sont classiquement disponibles dans le calculateur dudit système (par modélisation, par mesure) comme cela est connu en soi de l'état de la technique. De même, les accélérations sont usuellement disponibles car elles sont classiquement utilisées par ledit système de contrôle du châssis, voire par d'autres types de système comme un système de contrôle de trajectoire par exemple. Par exemple, dans le cas d'un système d'anti-roulis passif, le bloc 14 d'entrée calcule les charges verticales exprimées en N, exercées sur les roues avant droite et
Figure imgf000009_0003
gauche respectivement par les relations :
Figure imgf000009_0001
où :
■ L est l'empattement du véhicule, en m ;
g est l'accélération gravitationnelle, en m/s2 ;
m est la masse totale du véhicule, incluant donc poids à vide ainsi que son état de charge, en kg ;
h est la hauteur du centre de gravité du véhicule par rapport au sol, en m ;
■ k est le ratio du couple anti-roulis exercé à l'arrière du véhicule sur le couple anti-roulis total ;
/2 est la distance entre le centre de gravité du véhicule et l'axe du train arrière du véhicule, en m ; et
e1 est la voie avant du véhicule, en m ;
Par exemple, dans le cas d'un système anti-roulis actif bi-train (actionneurs présent à la fois sur le train avant et sur le train arrière du véhicule) et dans le cas où la chaussé ne présente ni pente et ni dévers, le bloc 14 calcule les charges verticales exercées sur les roues avant droite et gauche selon les relations :
Figure imgf000009_0002
où :
CAV est le couple anti-roulis (en N.m) créé autour de l'axe de roulis du véhicule par l'actionneur situé à l'avant du véhicule ; et
CAR est le couple anti-roulis (en N.m) créé autour de l'axe de roulis du véhicule par l'actionneur situé à l'arrière du véhicule Une estimation des charges verticales peut également être obtenue lorsque la chaussée présente un dévers ou une pente d'une manière connue en soi de l'état de la technique.
Par exemple, dans le cas d'un système d'une suspension active par roue du véhicule, le bloc 14 calcule les charges verticales exercées sur les roues avant droite et gauche selon les relations :
Figure imgf000010_0001
, exprimées en N, sont les charges additionnelles
Figure imgf000010_0002
appliquées par les suspensions actives aux roues avant gauche, avant droite, arrière gauche et arrière droite respectivement.
Le bloc 14 est également connecté au calculateur du système ABS et délivre en fonction des informations reçues de celui-ci la variable D EtatABS représentative de l'état de fonctionnement de l'ABS sur les roues avant droite et gauche. Plus particulièrement :
D_EtatABS=0 si aucune des roues avant n'est en régulation ABS ;
D_EtatABS=l si la roue avant gauche est en régulation ABS mais que la roue avant droite n'est pas en régulation ABS ;
D_EtatABS=2 si la roue avant droite est en régulation ABS mais que la roue avant gauche n'est pas en régulation ABS ; et
D_EtatABS=3 si les deux roues avant droite et gauche sont en régulation ABS.
Enfin, le bloc 14 délivre également la pression PMc dans le maître cylindre du véhicule, ou de manière analogue la position de la pédale de frein, l'une ou l'autre de ces grandeurs traduisant la volonté du conducteur de freiner ou non. La pression ou la position de la pédale de frein est mesurée ou estimée comme cela est connu en soi de l'état de la technique.
Il va à présent être décrit les modes de fonctionnement de l'unité 16 en relation avec la figure 2 qui représente une vue schématique de l'unité 16. L'unité 16 de détermination de la situation de freinage en adhérence asymétrique présente quant à elle quatre modes de fonctionnement en fonction de la valeur de la variable D EtatABS, comme cela sera expliqué ci-après. L'unité 16 comporte un premier bloc 1602 de calcul d'une valeur brute adhérence de la roue avant gauche en fonction de la pression de freinage PAVG , exprimée en
Figure imgf000011_0005
bar, et de la charge verticale Fv de celle-ci selon la relation :
Figure imgf000011_0002
où 7 est un instant d'échantillonnage, Te étant par exemple la période d'échantillonnage du calculateur mettant en œuvre le système 10 selon l'invention, rAVG est un rayon prédéterminé de la roue avant gauche, exprimé en m, Efficacité _ frein AVG est une efficacité du freinage prédéterminée sur la roue avant gauche, et bcor est un paramètre prédéterminé de réglage adimensionnel. Afin que le ratio soit adimensionnel,
Figure imgf000011_0004
la valeur de Efficacité _ frein AVG est exprimée en N.m.bar
De même, l'unité 16 comporte un bloc 1604 de calcul d'une valeur brute adhérence
Figure imgf000011_0003
de la roue avant droite en fonction de la pression de freinage PAVD et de la charge verticale F, de celle-ci selon la relation :
Figure imgf000011_0001
où rAVD est un rayon prédéterminé de la roue avant droite, et Efficacité _ frein AVD est une efficacité du freinage prédéterminée sur la roue avant droite.
L'unité 16 comporte également un bloc 1606 de sélection recevant la variable D EtatABS et la pression PMC dans le maître cylindre, et déterminant en fonction de celles-ci l'état de fonctionnement de l'unité ainsi que les transitions entre ses différents états.
Plus particulièrement, le bloc 1606 évalue régulièrement les conditions Q d'une transition Ty d'un état de fonctionnement i à un état de fonctionnement j (i,j=l,...,4), les transitions Cy étant données dans le tableau suivant :
Figure imgf000011_0006
Figure imgf000012_0003
où PMC est un paramètre de réglage prédéterminé spécifiant la pression minimale (ou bien l'enfoncement minimal de la pédale de frein) que le conducteur doit exercer dans le maître cylindre pour que cette action soit considérée comme une volonté de freinage de sa part.
Par défaut, au démarrage du véhicule, le bloc 1606 sélectionne le premier mode de fonctionnement. L'unité 16 comprend également un premier bloc 1608 de filtrage, connecté au bloc 1602, et appliquant à la valeur brute d'adhérence délivrée par celui-ci un filtrage de type
Figure imgf000012_0001
passe-bas dont les caractéristiques varient en fonction du mode de fonctionnement sélectionné par le bloc de sélection 1606. De manière analogue, l'unité 16 comprend un second bloc 1610 de filtrage, connecté au bloc 1604, et appliquant à la valeur brute d'adhérence délivré par celui-ci un
Figure imgf000012_0002
filtrage de type passe-bas dont les caractéristiques varient en fonction du mode de fonctionnement sélectionné par le bloc 1606. L'unité 16 comprend enfin un bloc 1612 de détection, connecté aux blocs de filtrage 1606 et 1610 ainsi qu'au bloc de sélection 1606, et délivrant en fonction des grandeurs en sortie de ceux-ci les variables suivantes :
D_FreinageMuSplit_status : cette variable représente l'état de freinage détecté.
Elle vaut 1 en cas de freinage avec adhérence symétrique, et 0 sinon ;
■ V_CoteHauteAdherence_status : cette variable représente le côté du véhicule ayant le plus d'adhérence. Elle vaut +1 quand la plus forte adhérence est à droite, -1 quand la plus forte adhérence est à gauche, et 0 quand les adhérences à droite et à gauche sont équivalentes ;
V_AdhérenceAVG_est : cette variable prend la valeur de l'adhérence estimée sur le côté gauche du véhicule ;
■ V_AdhérenceAVD_est : cette variable prend la valeur de l'adhérence estimée sur le côté droit du véhicule ; et
V_Adhérencemoyenne_est : cette variable prend la valeur de l'adhérence moyenne estimée du véhicule. MODE DE FONCTIO ENEMENT N° 1
Dans ce mode, qui est le mode initial dans lequel se trouve le système 10 selon l'invention au démarrage du véhicule, le véhicule n'est pas en situation de freinage en adhérence asymétrique. Le bloc 1606 délivre alors, indépendamment des valeurs des pressions et des charges :
D_FreinageMuSplit_status = 0 ;
V_CoteHauteAdherence_status = 0 ;
V_AdhérenceAVG_est = 1 ;
V_AdhérenceAVD_est = 1 ; et
■ V_Adhérencemoyenne_est = 1.
MODE DE FONCTIONNENEMENT N°2
Dans le mode de fonctionnement n°2, la roue avant gauche est en situation de régulation ABS mais pas la roue avant droite.
Le bloc de filtrage 1608 met en œuvre un filtrage passe-bas des valeurs brutes d'adhérence , permettant ainsi d'estimer l'adhérence mobilisable au niveau de la
Figure imgf000013_0001
roue avant gauche.
Par adhérence « mobilisable », on entend le niveau maximum de frottement des pneumatiques d'un véhicule sur un chaussée, et qui conditionne ses possibilités d'évolution en sécurité. Par exemple, le bloc de filtrage 1608 met en œuvre un filtre passe-bas numérique du premier ordre selon la relation :
Figure imgf000014_0001
où adhérence _ mobilisableA VG est l'adhérence mobilisable^ est la constante de temps du filtre et k0Te est l'instant de basculement dans le mode de fonctionnement n°2.
L'initialisation du filtre passe-bas est réalisée lors du basculement dans le mode de fonctionnement n°2 en posant
Figure imgf000014_0002
Toutefois, lors du passage du mode de fonctionnement n°4 au mode de fonctionnement n°2, aucune initialisation du filtre n'est réalisée afin de conserver l'action du filtrage réalisée dans le mode de fonctionnement n°4 décrit ci-après.
Le réglage de la constante de temps
Figure imgf000014_0003
est quant à lui réalisé en fonction de la gamme d'amplitudes parcourue par la pression de freinage exercée sur la roue avant gauche pendant la régulation ABS appliquée à ladite roue. Plus particulièrement, plus cette gamme est étendue, plus la valeur de la constante
Figure imgf000014_0004
est importante, ce qui permet d'éviter d' éventuelle fausse détection ou des fins inopinées de la détection. [A
CONFIRMER]
La roue avant droite n'étant pas en régulation ABS, un léger filtrage passe-bas, voire aucun filtrage passe-bas, est appliqué aux valeurs brutes d'adhérence par le bloc
Figure imgf000014_0005
1610. La sortie du bloc 1610 est ainsi l'adhérence mobilisée sur la roue avant droite, notée adhérence _ mobiliséeA VD .
Le bloc de détection 1612 met quant à lui en œuvre les calculs suivants :
Figure imgf000014_0006
Alors :
Figure imgf000014_0007
Sinon :
D_FreinageMuSplit_status = 0 ;
V_CoteHauteAdherence_status = 0 ;
Figure imgf000015_0001
où est un paramètre prédéterminé de réglage qui définit à partir de quelle différence d'adhérence entre les roues avant droite et gauche il est détecté une situation de freinage avec adhérence asymétrique.
On notera que l'adhérence effective au niveau de la roue droite ne peut pas être estimée dans ce mode de fonctionnement. Elle est alors posée par défaut égale à 1.
MODE DE FONCTIO ENEMENT N°3
Dans le mode de fonctionnement n°3, la roue avant droite est en situation de régulation ABS mais pas la roue avant gauche. Ce mode est analogue au mode de fonctionnement n°2 si ce n'est l'inversion des filtrages.
Ainsi, le bloc 1608 met en œuvre un filtrage passe-bas léger, voire aucun filtrage passe- bas, et délivre ainsi l'adhérence mobilisée adhérence _ mobiliséeA VG au niveau de la roue gauche, et le bloc 1610 met en œuvre un filtrage passe-bas afin d'estimer une adhérence mobilisable adhérence _ mobilisableA VD au niveau de la roue avant droite, par exemple un filtre passe-bas numérique d'ordre 1 selon la relation :
Figure imgf000015_0002
où k0Te est l'instant de basculement dans le mode de fonctionnement n°3.
L 'initialisation du filtre du bloc 1610 est réalisée à l'instant k0Te en posant
, à l'exception du basculement depuis le
Figure imgf000015_0003
mode de fonctionnement n°4, et la constante de temps τ est réglée en fonction de la gamme d'amplitudes de pression de freinage de la roue avant droite parcourue lors de la régulation ABS de cette roue.
Le bloc de détection 1612 met quant à lui en œuvre les calculs suivants :
Figure imgf000016_0006
Alors :
Figure imgf000016_0001
Sinon :
Figure imgf000016_0002
MODE DE FONCTIO ENEMENT N°4
Dans ce mode de réalisation, les deux roues avant droite et gauche sont en régulation ABS. Les blocs 1608 et 1610 mettent en œuvre des filtres passe-bas, respectivement ceux des équations (1) et (2) décrits en relation avec les modes n°2 et n°3. Les blocs de filtrage 1608 et 1610 estiment ainsi les adhérences mobilisables sur ces deux roues puisque ces dernières sont en limite d'adhérence.
L'initialisation des deux filtres est réalisée lors de basculement, à l'instant k0Te , dans le m o d e n ° 4 d e p u i s l e m o d e n ° l e n
Figure imgf000016_0004
Lorsque le basculement dans le mode n°4 est réalisé depuis le mode n°2, le filtre du bloc 1608 n'est pas réinitialisé et le filtre du bloc 1610 est initialisé en posant
Figure imgf000016_0005
De même, lorsque le basculement dans le mode n°4 est réalisé depuis le mode n°3, le filte du bloc 1610 n'est pas réinitialisé et le filtre du bloc 1608 est initialisé en posant
Figure imgf000016_0003
Les filtres des blocs 1608 et 1610 ont avantageusement deux constantes de temps différentes, chacune choisie respectivement de la manière décrite en relation avec les modes de fonctionnement n°2 et n°3. Le bloc de détection 1612 met quant à lui en œuvre les calculs suivants :
Figure imgf000017_0005
Alors :
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0006
Alors :
Figure imgf000017_0002
Sinon
Figure imgf000017_0003
Il a été décrit un calcul particulier des valeurs brutes d'adhérence . D'autres
Figure imgf000017_0004
types de calcul sont possibles en fonction des mesures disponibles sur le véhicule. En variante, lorsque que la vitesse de rotation des roues avant droite et gauche ainsi que la vitesse longitudinale du véhicule sont disponibles, ce qui est usuellement le cas par exemple lorsque le véhicule est équipé d'un système d'anti-bloquage de roue, les valeurs brutes d'adhérence sont calculées par les blocs 1602 et 1604 respectivement
Figure imgf000018_0004
selon les relations :
Figure imgf000018_0001
où v est la vitesse longitudinale du véhicule, sont les accélérations
Figure imgf000018_0002
angulaires des roues avant gauche et droite, calculées respectivement en dérivant les vitesses angulaires mesurées desdites roues, et sont l'inertie en rotation
Figure imgf000018_0003
de celles-ci, par exemple supposées identiques. De préférence, un filtrage du type passe- bas léger est également appliqué aux vitesses angulaires.
Grâce à l'invention, il est ainsi obtenu les avantages suivants :
une détection d'une situation de freinage avec adhérence asymétrique, y compris lorsque des systèmes agissent sur les charges verticales des roues ;
■ une estimation des adhérences des roues est réalisée, estimation qui peut être mise à profit par d'autres systèmes équipant le véhicule, comme un système de contrôle du châssis actif, afin par exemple d'optimiser le potentiel de freinage des roues en limitant la création d'un moment de lacet ;
une identification du côté du véhicule présentant la plus forte adhérence ;
■ une détection s 'effectuant y compris lorsque les deux roues sont en limite d'adhérence (c'est-à-dire lorsque les deux roues sont en régulation ABS, situation synonyme d'une limite d'adhérence), à la différence de l'état de la technique se basant uniquement sur des pressions de freinage et/ou des vitesses angulaires ; et
une détection réalisée que le véhicule soit en ligne droite ou en prise de virage, sans que la détection soit par ailleurs algorithmiquement différente pour ces deux situations, et notamment sans modification du seuil de réglage utilisé pour déterminer s'il existe une adhérence asymétrique.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de détection d'une situation de freinage en adhérence asymétrique d'un véhicule automobile équipé d'un système d'antiblocage de roue apte à mettre en œuvre une régulation du freinage exercée sur les roues avant droite et gauche du véhicule, ledit procédé comportant la mesure ou l'estimation des pressions de freinage exercées sur lesdites roues, et la détermination de la situation de freinage en fonction desdites pressions et de l' état de fonctionnement du système d'antiblocage, caractérisé en ce qu'il comporte en outre la mesure ou l'estimation des charges verticales exercées sur les roues avant droite et gauche, et en ce que la détermination de ladite situation de freinage est réalisée en fonction du rapport de la pression de freinage sur la charge verticale de la roue avant droite et du rapport de la pression sur la charge verticale de la roue avant gauche.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en que le véhicule est équipé d'un système de contrôle du châssis du véhicule apte à modifier les charges verticales exercées sur les roues avant droite et gauche, en ce que le procédé comporte la mesure des accélérations longitudinales et verticales du véhicule, et en ce que l'estimation des charges verticales exercées sur les roues avant droite et gauche du véhicule est réalisée en fonction des accélérations mesurées et des actions du système de contrôle du châssis sur lesdites roues.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la détermination de ladite situation de freinage est déclenchée lorsqu'au moins une des roues avant droite ou gauche est en situation de régulation de freinage par le système d'antiblocage de roue, la détermination de ladite situation de freinage comportant alors : ■ le calcul d'une valeur d'adhérence pour chacune desdites roues selon la relation :
Figure imgf000019_0001
où 7 est un instant d'échantillonnage, est la valeur d'adhérence
Figure imgf000019_0002
pour la roue, PAVD G est la pression de freinage exercée sur la roue, est la charge verticale exercée sur la roue, rAVD AVG est le rayon de
Figure imgf000019_0003
la roue, Efficacité _ frein AVD ArG est l'efficacité du freinage sur la roue, et bcor est un paramètre prédéterminé de réglage ; le filtrage passe-bas de chacune des valeurs d'adhérence des roues en situation de régulation de freinage ; et
la détection de la situation de freinage en adhérence asymétrique si la différence entre les valeurs d'adhérence des roues avant droite et gauche est supérieure en valeur absolue à un seuil prédéterminé.
4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte la mesure ou l'estimation de l'accélération angulaire des roues avant droite et gauche ainsi que la mesure ou l'estimation de la vitesse longitudinale du véhicule, et en ce que la détermination de ladite situation de freinage est déclenchée lorsqu'au moins une des roues avant droite ou gauche est en situation de régulation de freinage par le système d'anti-blocage de roue, la détermination de ladite situation de freinage comportant alors :
le calcul d'une valeur d'adhérence pour chacune desdites roues selon la relation :
Figure imgf000020_0001
où 7 est un instant d'échantillonnage,
Figure imgf000020_0004
est la valeur d'adhérence pour la roue, PAVD G est la pression de freinage exercée sur la roue, est la charge verticale exercée sur la roue, v est la vitesse
Figure imgf000020_0005
longitudinale du véhicule, est l'accélération angulaire de la roue,
Figure imgf000020_0002
RAVD,AVG est Ie rayon de la roue, Efficacité _ frein AVD ArG est l'efficacité du freinage sur la roue, est l'inertie en rotation de la roue, et h„ r est
Figure imgf000020_0003
un paramètre prédéterminé de réglage ;
le filtrage passe-bas de chacune des valeurs d'adhérence des roues en situation de régulation de freinage ; et
la détection de la situation de freinage en adhérence asymétrique si la différence entre les valeurs d'adhérence des roues avant et droite est supérieure en valeur absolue à un seuil prédéterminé.
5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la fréquence de coupure du filtre passe-bas est sélectionnée en fonction des variations de l'amplitude des pressions de freinage exercées sur les roues par le système d'anti- blocage de roue.
6. Procédé selon la revendication 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que le procédé comporte en outre l'identification du côté du véhicule étant en plus forte adhérence en fonction du signe de la différence des valeurs d'adhérence calculées.
7. Système de détection d'une situation de freinage en adhérence asymétrique d'un véhicule automobile équipé d'un système d'antiblocage de roue apte à mettre en œuvre une régulation du freinage exercé sur les roues avant droite et gauche du véhicule, ledit système comportant des moyens de mesure ou d'estimation des pressions de freinage exercées sur lesdites roues, et des moyens de détermination de la situation de freinage en fonction desdites pressions et de l'état de fonctionnement du système d'antiblocage, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de mesure ou d'estimation des charges verticales exercée sur les roues avant droite et gauche, et en ce que les moyens de détermination de ladite situation de freinage sont aptes à déterminer celle-ci en fonction du rapport de la pression de freinage sur la charge verticale de la roue avant droite et du rapport de la pression sur la charge verticale de la roue avant gauche.
8. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est apte à mettre en œuvre un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 2 à 6.
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