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FR2969564A1 - Procede et dispositif de controle d'un vehicule automobile en situation de freinage avec adherence asymetrique - Google Patents

Procede et dispositif de controle d'un vehicule automobile en situation de freinage avec adherence asymetrique Download PDF

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FR2969564A1
FR2969564A1 FR1061089A FR1061089A FR2969564A1 FR 2969564 A1 FR2969564 A1 FR 2969564A1 FR 1061089 A FR1061089 A FR 1061089A FR 1061089 A FR1061089 A FR 1061089A FR 2969564 A1 FR2969564 A1 FR 2969564A1
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Marc Lucea
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Renault SA
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Abstract

Procédé de contrôle d'un véhicule automobile en situation de freinage avec adhérence asymétrique hors virage, comprenant au moins : - la détermination (A8) des consignes anti-roulis avant ( C ) et arrière ( C ), de sorte à équilibrer la pression de freinage à appliquer sur les roues arrière ; - la détermination (A9) d'une consigne d'angle de braquage ( α ) des roues arrière de sorte à compenser un moment de lacet induit au niveau des roues avant par l'application des consignes anti-roulis avant et arrière ; - la détermination (A10) des consignes de pression de freinage ( P , P , P , P ) distinctes pour chacune des roues du véhicule en fonction au moins de la charge verticale appliquée sur chacune des roues, et d'un angle de braquage maximal autorisé des roues arrière ; et - la transmission des consignes anti-roulis avant ( C ) et arrière ( C ) à des systèmes anti-roulis actif avant (A 12) et arrière (A11) respectivement, de la consigne d'angle de braquage ( α ) à un système de braquage des roues arrière (A 13), et des consignes de pression freinage ( P , P , P , P ) à un système de freinage (A 14).

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONTROLE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE EN SITUATION DE FREINAGE AVEC ADHERENCE ASYMETRIOUE
Domaine technique
L'invention se rapporte à un procédé et un dispositif de contrôle d'un véhicule automobile en situation de freinage avec adhérence asymétrique. Etat de la technique antérieure
Lors d'un freinage, une force de friction se développe entre le pneu et la surface de la route, et participe à réduire la vitesse du véhicule. Dans une situation 15 de freinage avec adhérence asymétrique (ou « µ-split » en anglais), c'est-à-dire lorsque le niveau d'adhérence est différent entre les roues gauches et droites du véhicule, par exemple parce que la nature du sol n'est pas la même sous chaque côté, l'application d'un freinage classique tend à créer un moment de lacet qui entraîne une déviation du véhicule de sa trajectoire. Si ce moment de lacet est trop 20 important, le conducteur du véhicule peut avoir beaucoup de difficultés à contrôler cette déviation.
On connaît un système antiblocage des roues, plus connu sous l'appellation ABS (acronyme pour « Anti-Lock Braking System » en anglais ou « Système 25 Antiblocage de Sécurité » en français), permettant de réguler la force de freinage sur chaque roue de manière à limiter le risque de blocage des roues dans certaines situations de freinage. Cependant, dans certaines conditions de conduite, par exemple conduite sur gravier ou sur neige, l'utilisation du système antiblocage peut accroître la distance d'arrêt du véhicule par rapport à un blocage classique des 30 roues. Par exemple, lors d'un freinage asymétrique, le système ABS tend à diminuer le freinage du côté le moins adhérent pour éviter l'apparition d'un moment de lacet trop important, et augmente de ce fait la distance de freinage. 10 Le document WO2006/067340 de la Déposante propose une solution de commande du freinage en combinant une commande de braquage et une commande de freinage des roues arrière du véhicule en situation de freinage sur adhérence asymétrique. La commande de freinage des roues arrière consiste notamment à déterminer une consigne de pression de freinage pour corriger l'instabilité du véhicule. Cette consigne se présente sous la forme d'une différence maximale de pression de freinage entre les roues arrière, cette différence étant en fonction de la vitesse longitudinale du véhicule et de l'angle de braquage des roues avant. La commande de braquage consiste à déterminer une consigne d'angle de braquage des roues arrière, en fonction de la vitesse longitudinale, de l'angle de braquage des roues avant et de la consigne de pression de freinage.
Exposé de l'invention L'invention vise notamment à proposer une nouvelle solution pour améliorer la tenue de route du véhicule en situation de freinage avec adhérence asymétrique hors virage, c'est-à-dire que le freinage ne se produit pas lors de la prise d'un virage, sans augmenter la distance de freinage nécessaire.
L'invention concerne à cet effet, un procédé de contrôle d'un véhicule automobile en situation de freinage avec adhérence asymétrique. Le véhicule embarque au moins : - des systèmes anti-roulis actifs avant et arrière aptes à modifier la rigidité des barres anti-roulis avant et arrière disposées au niveau des trains avant 25 et arrière du véhicule ; - un système de braquage des roues arrière apte à modifier l'angle des roues arrière du véhicule par rapport au plan longitudinal du véhicule ; et - un système de freinage apte à appliquer une pression de freinage distincte à chacune des roues du véhicule. 30 Selon l'invention, le procédé de contrôle comprend au moins : - - la détection d'une situation de freinage avec adhérence asymétrique hors virage ; - la détermination d'une consigne anti-roulis avant et d'une consigne antiroulis arrière, de sorte à répartir la charge verticale entre les roues avant et arrière respectivement pour équilibrer la pression de freinage à appliquer sur les roues arrière ; - la détermination d'une consigne d'angle de braquage des roues arrière de sorte à compenser le moment de lacet induit au niveau des roues avant par la répartition de la charge verticale ; - la détermination de consignes de pression de freinage distincts pour chacun des roues du véhicule en fonction au moins de la charge verticale appliquée sur chacune des roues, et d'un angle de braquage maximal autorisé des roues arrière ; et - la transmission des consignes anti-roulis avant et arrière aux systèmes anti- roulis actif avant et arrière, de la consigne d'angle de braquage au système de braquage des roues arrière, et des consignes de pression de freinage au système de freinage.
Ainsi, l'invention propose de combiner et de coordonner les trois systèmes actifs châssis embarqués dans le véhicule, à savoir, le système de braquage des roues arrière, le système de freinage actif et le système anti-roulis actif avant et arrière. Plus précisément, lors de la détection d'une situation de freinage avec adhérence asymétrique, les consignes anti-roulis avant et arrière destinées au système anti-roulis sont déterminées de sorte que les efforts normaux (ou charges verticales) sont répartis entre les roues. Du fait de cette répartition des charges, les efforts de freinage sont quasiment égaux sur le train arrière et le moment de lacet n'est créé que sur le train avant. La consigne d'angle de braquage des roues arrière est alors déterminée de manière à compenser ce moment de lacet créé sur le train avant.30 La mise en oeuvre de ce procédé de contrôle de freinage permet notamment d'améliorer la stabilité du véhicule et de réduire la distance de freinage requise lors d'un freinage sur adhérence asymétrique hors virage.
Avantageusement, le véhicule comprend en outre un système antiblocage des roues de type ABS, apte à générer un indicateur de l'état de régulation par le système ABS.
Par exemple, la situation de freinage avec adhérence asymétrique est détectée 10 lorsque l'adhérence du côté gauche du véhicule diffère de l'adhérence du côté droit du véhicule d'au moins une valeur prédéfinie, par exemple de 10%.
Avantageusement, la détection d'une situation de freinage avec adhérence asymétrique hors virage comprend au moins : 15 - la détection d'un état de virage à partir d'un angle volant instantané, d'une vitesse de lacet instantanée, et d'une accélération latérale instantanée ; et - la détection d'une situation de freinage avec adhérence asymétrique au moins à partir de la pression instantanée dans le maître-cylindre, des charges verticales instantanée exercées sur les roues avant, et des pressions de freinage instantanées 20 appliquées aux roues avant gauche et avant droit du véhicule.
Cette détection de situation de freinage asymétrique peut en outre tenir compte de l'état de régulation par le système ABS pour chacune des roues.
25 La détection de la situation de freinage avec adhérence asymétrique peut en outre comprendre la génération d'au moins : - un indicateur de situation de freinage avec adhérence asymétrique ; et - un indicateur côté haute adhérence.
30 Par exemple, l'indicateur côté haute adhérence est positionné à 0 en cas de non détection de situation de freinage avec adhérence asymétrique, à 1 si la haute adhérence est située à droite ; et à -1 si la haute adhérence est située à gauche du véhicule.
De préférence, lorsque la roue est soumise à une régulation ABS, l'adhérence 5 est estimée sinon elle est égale à une valeur par défaut, par exemple 1.
La détection de la situation de freinage avec adhérence asymétrique peut en outre comprendre la génération d'une adhérence moyenne estimée correspondant à la moyenne entre l'adhérence estimée du côté gauche et du côté droit. 10 Avantageusement, la détection d'un état de virage peut comprendre au moins : - la comparaison de l'accélération latérale du véhicule, de la vitesse de lacet, et de l'angle de volant par rapport à des valeurs seuils prédéfinis ; et 15 - la génération d'un indicateur d'état de virage.
Par exemple, l'indicateur d'état de virage est positionné à 1 si le véhicule est en virage, et positionné à 0 si le véhicule roule sensiblement en ligne droite.
20 Avantageusement, les consignes anti-roulis avant et arrière sont déterminées de sorte que la somme de ces consignes est nulle, afin de ne pas générer de roulis supplémentaire par l'application de ces couples.
De préférence, la détermination des consignes anti-roulis avant et arrière 25 comprend au moins l'estimation de la baisse de pression à appliquer sur la roue arrière située sur le côté haute adhérence de manière à assurer l'équilibrage des charges verticales appliquées sur les côtés gauche et droite du véhicule.
Avantageusement, la consigne d'angle de braquage des roues arrière est la 30 somme d'une première consigne d'angle et d'une deuxième consigne d'angle, ladite première consigne d'angle étant fonction du moment de lacet induit par la répartition des charges, et ladite deuxième consigne d'angle étant déterminée de sorte à annuler une erreur en vitesse de lacet.
Le procédé peut en outre comprendre la détermination d'un angle de 5 braquage maximal fonction de la vitesse longitudinale du véhicule.
Avantageusement, la détermination de la consigne de freinage de la roue avant située sur la haute adhérence comprend au moins : - le calcul d'un moment de lacet maximal généré par le freinage 10 asymétrique des roues avant ; et - le calcul des efforts statiques au train avant en fonction du couple appliqué par le système anti-roulis actif avant et arrière autour de l'axe du roulis.
L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant des 15 moyens pour mettre en oeuvre le procédé de contrôle décrit ci-dessus.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement 20 de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence à l'unique figure 1 qui est un schéma bloc des moyens pour mettre en oeuvre le procédé de contrôle selon un mode de réalisation de l'invention.
Exposé détaillé d'un mode de réalisation particulier De façon classique, les roues d'un véhicule automobile sont reliées au châssis par un mécanisme de suspension, et les roues avant sont généralement commandées par le conducteur via un volant du véhicule.
30 Pour assurer une tenue de route du véhicule automobile et un confort de conduite, le véhicule comporte (figure 1) des systèmes anti-roulis actif avant Al2 25 et arrière A11, un système de braquage A13 des roues arrière et un système de freinage A14 couplé à un système antiblocage des roues.
Le système anti-roulis actif avant Al2 et arrière All (ou système de contrôle du roulis) se compose généralement d'éléments actifs tels que des actionneurs, par exemple un actionneur au niveau du train avant et un actionneur au niveau du train arrière du véhicule. En outre, chaque actionneur pilote notamment une barre antiroulis en fonction d'une consigne reçue, de manière à appliquer un couple antiroulis adapté pour limiter le roulis du véhicule. L'actionneur est notamment capable de modifier la rigidité de la barre anti-roulis associée.
Le système de braquage A13 des roues arrière (ou système de contrôle du braquage) est notamment capable de modifier l'angle des roues arrière par rapport au plan longitudinal du véhicule via un actionneur à partir d'une consigne d'angle de braquage représentative d'une commande de braquage souhaité par le conducteur.
Le système de freinage A14 des roues permet d'appliquer une pression de freinage distincte à chacune des roues du véhicule, et peut être combiné avec un système antiblocage des roues ou système ABS. Le système ABS est généralement constitué de capteurs de vitesse de roue reliés à un calculateur électronique, ainsi que des actionneurs de frein pour limiter le blocage des roues en cas de freinage d'urgence. Le système ABS applique notamment un freinage différent à chaque roue du véhicule en fonction des conditions de freinage rencontrées par celle-ci.
L'invention vise à combiner ces trois systèmes actifs de manière à optimiser le freinage tout en garantissant une stabilité du véhicule et une réduction de la distance de freinage, notamment lors d'une situation de freinage sur adhérence asymétrique hors virage. Plus précisément, les systèmes anti-roulis actifs avant et arrière sont contrôlés de manière à répartir la charge verticale entre les roues pour maximiser l'action de freinage sur le train arrière sans créer de dissymétrie de pression entre les roues arrière. Cependant, cette répartition des charges induit un moment de lacet au niveau des roues avant. Le système de braquage des roues arrière est donc utilisé pour compenser ce moment de lacet. Enfin, la pression exercée sur la roue avant située sur la haute adhérence est adaptée afin de compenser la perte de freinage induite par l'utilisation du système antiroulis actif pour équilibrer les pressions exercées au niveau des roues arrière.
En référence à la figure 1, le dispositif de contrôle selon un mode de réalisation de l'invention fait intervenir les blocs AO à A10. En particulier, les blocs AO à A7 permettent de déterminer une partie des informations nécessaires au fonctionnement des blocs A8 à A10 lors d'un freinage sur adhérence asymétrique hors virage. Le bloc A8 comprend notamment des moyens pour déterminer les nouvelles consignes anti-roulis avant et arrière pour répartir la charge verticale entre les roues, le bloc A9 comprend notamment des moyens pour déterminer une nouvelle consigne d'angle de braquage des roues arrière pour compenser le moment de lacet créé au niveau des roues avant et induit par la répartition de la charge, et le bloc A10 comprend notamment des moyens pour déterminer des consignes de pression de freinage distincts pour chacun des roues du véhicule en fonction au moins de la charge sur chacun des roues et d'un angle de braquage maximal autorisé au niveau des roues arrière.
Le bloc AO contient certaines informations représentatives de l'état du véhicule qui seront utilisées par le dispositif de contrôle de l'invention, à savoir : - l'accélération latérale du véhicule, notée 7,, mesurée par un capteur ou estimée ; - l'accélération longitudinale du véhicule, notée 7,, mesurée directement par un capteur ou estimée par exemple à partir de la mesure des vitesses de roue fournie par les capteurs du système ABS ; - l'angle volant, noté a, , mesurée par un capteur ou estimée ; - la vitesse de lacet, notée ~P , mesurée par un capteur et représentative de la 30 vitesse de lacet réelle du véhicule ; - les couples anti-roulis actif avant et arrière, notés respectivement CA, et CAR, correspondant aux couples exercés par les systèmes anti-roulis avant et arrière (blocs Al2 et A11) respectivement autour de l'axe de roulis et qui peuvent être estimés à partir d'un modèle représentatif de la dynamique des actionneurs des systèmes anti-roulis ; - la vitesse longitudinale du véhicule, notée v x , qui peut être estimée à partir des vitesses de rotation des roues fournie par les capteurs du système ABS; - l'état ABS, noté Etat_ABS, représentatif de l'état de fonctionnement du système antiblocage de type ABS sur les roues avant ; - les pressions de freinage appliquées sur les roues avant gauche et droite, notée respectivement PAVC et PAS , et les pressions de freinage appliquées sur les roues arrière gauche et droite, notées respectivement PARC et PARn , ces pressions de freinage pouvant être mesurées par un capteur ou estimées ; - les vitesses de rotation des roues avant gauche et droite, et des roues arrière gauche et droite, notées respectivement co,,G , co,,,, coARG et co,,, (ou coi/ avec i l'indice identifiant la roue avant ou arrière et j l'indice identifiant le côté gauche ou droit du véhicule), et pouvant être mesurées par des capteurs ; - la pression maître-cylindre, notée PME, représentative de la position de la pédale de frein et qui traduit la volonté de freiner de la part du conducteur, cette pression maître-cylindre peut être estimée à partir de la position de la pédale de frein par exemple, ou mesurée via un capteur de pression ; et - les consignes de pression de freinage pour chacune des roues, notées respectivement P'G' , PF , P~ et Pl , et correspondant aux consignes de pression appliquées par le système de freinage embarqué.
Le bloc Al permet de déterminer si le véhicule est en état de virage ou hors virage (c'est-à-dire roulant sensiblement en ligne droite). Ce bloc délivre un indicateur de l'état de virage du véhicule. Par exemple, cet indicateur, noté Etat_virage, vaut 1 si le véhicule est en virage et 0 si le véhicule est en ligne droite. L'état de virage peut notamment être déterminé par comparaison de l'accélération latérale y7, du véhicule, de la vitesse de lacet (p , et de l'angle volant a, par rapport à des valeurs seuils prédéfinies.
Le bloc A3 permet d'estimer la charge sur chaque roue. Dans le cas notamment d'un système antiroulis actif bi-train (c'est-à-dire des actionneurs sur le train avant et arrière), et en l'absence de dévers et de pente, l'expression de la charge verticale statique pour chaque roue est donnée par les relations
suivante (équation A3.1) :
k 1-k = m -(g-lz-h-YL)-(1-k )'m h'YT+ p'CAV p 'CAR 2L p el el el FZAVG -YL) (1-kp) m-h kp . YT + - . CAV et et (1-k P
-C AR
et FZAVD m kp m h kp (1- kp = 2L (g h - h YL)-e YT + - CAV - e CAR z z z m kp -m -h kp (l - kp) =2L-(g-h- h -YL~- ez -YT+~z 'CAV e 'CAR z avec : - FzAvG FzARG et FzA,, la charge (ou effort) verticale sur la roue avant gauche, avant droite, arrière gauche et arrière droite respectivement ; - g l'accélération gravitationnelle ; - m la masse du véhicule incluant son état de charge ; - h la hauteur du centre de gravité ; - h la distance entre le centre de gravité et l'axe du train avant ; - 12 la distance entre le centre de gravité et l'axe du train arrière ; - et la voie avant du véhicule, c'est-à-dire la distance séparant les centres des roues avant gauche et droite du véhicule ; - e2 la voie arrière du véhicule, c'est-à-dire la distance séparant les centres des roues arrière gauche et droite du véhicule ; - kp la répartition anti-roulis arrière due aux éléments passifs ayant une action anti-roulis ; et FZARG FzARD Il - CAv et CAR les couples anti-roulis actif exercés par les systèmes anti-roulis respectivement avant et arrière autour de l'axe de roulis.
Bien entendu, lorsque le véhicule évolue sur une route en pente, des 5 expressions similaires peuvent être obtenues en fonction du dévers du véhicule et de sa déclivité longitudinale.
Le bloc A4 permet de détecter une situation de freinage avec adhérence asymétrique qui se traduit par exemple par une différence entre l'adhérence du 10 côté gauche et l'adhérence du côté droit du véhicule égale à au moins une valeur prédéfinie, par exemple 0,1. La détection d'une telle situation peut être réalisée de plusieurs façons, par exemple à partir de la connaissance de l'état de régulation du système ABS (Etat_ABS), de la pression maître cylindre (PM,), des charges verticales exercees sur les roues avant (FzA, et F) estimees via le bloc A3, et 15 des pressions de freinage appliquées à l'avant gauche et l'avant droit (PAVA et PAVD) du véhicule.
Ce bloc A4 délivre notamment les informations suivantes : - un indicateur de situation de freinage, noté µ-split, valant par exemple 1 en 20 cas de situation de freinage avec adhérence asymétrique et 0 dans le cas contraire ; - un indicateur du côté haute adhérence, noté HFside, valant par exemple 0 en cas de non détection de situation de freinage, 1 si la haute adhérence est située du côté droit et -1 si la haute adhérence est située du côté gauche du 25 véhicule ; - les valeurs des adhérences côté gauche et côté droit, notées respectivement µG et µD, ces valeurs étant notamment estimées lorsque le système ABS régule les pressions de freinage appliquées à chacune des roues, et qui sont à une valeur par défaut, par exemple 1, dans le cas contraire ; et 30 - la valeur d'une adhérence moyenne estimée, notée µm`, qui correspond à la moyenne entre l'adhérence estimée du côté gauche et du côté droit.
Le bloc A5 détermine une estimation du moment de lacet, notée MF t créé au niveau des roues avant. Dans le cas d'un système de freinage hydraulique, l'estimation de ce moment de lacet s'appuie notamment sur la connaissance des pressions de freinage appliquées sur chacun des roues avant PAvG, PAVD et
arrière PAxG, PAxD- Tout d'abord, on calcule l'expression du couple de freinage, noté Cfrein~ , généré par l'intermédiaire de l'application de ces pressions de freinage sur chacune 10 des roues : Cfrein, = -signe(v x) - EffFreiniu - P~ (équation A5.1) avec :
- i l'indice représentatif d'une roue avant ou arrière, avec i=1 pour une roue avant et i=2 pour une roue arrière ;
15 - j l'indice représentatif du côté gauche ou droit, avec j=1 pour une roue à gauche du véhicule et j=2 pour une roue à droite du véhicule ; - Pii la pression de freinage de la roue ij correspondante ; - EffFreiniii l'efficacité de freinage qui dépend de la surface du piston, du coefficient de frottement disque/plaquette des freins, et de la distance entre 20 le point moyen d'application de l'effort de freinage par le piston et le centre de la roue ; et - signe(vx) représente le signe de la vitesse longitudinale, la marche avant étant caractérisée par un signe positif et la marche arrière étant caractérisée par un signe négatif.
25
A partir de ce couple de freinage, on peut calculer l'effort longitudinal généré à la roue correspondante qui vérifie l'équation suivante : C fit freinu+C transmissionu-`~T roueuaw- F = (équation A5.2) avec : - i l'indice représentatif d'une roue avant ou arrière, ave i=1 pour une roue avant et i=2 pour une roue arrière ; - j l'indice représentatif du côté gauche ou droit, avec j=1 pour une roue à gauche du véhicule et j=2 pour une roue à droite du véhicule ; - Fx l'effort longitudinal généré à la roue ij ; - Jr.e, l'inertie de la roue ij ; - Yij le rayon moyen de la roue ij ; - agi` la dérivée filtrée de la vitesse roue coi/ ; et - Ctransmission représente le couple généré à la roue par la chaine de transmission reliant le moteur à la roue. Le moment de lacet MF créé par le freinage est alors donné par l'équation A5.3 suivante : cos(ai2)-Fxri 'cos(ail) +~(Fxi Il sin(alj)-Fxz . 12 -sin(a2j» 2 j=1..2 15 avec : - aij l'angle de braquage de la roue ij ; - Fx l'effort longitudinal généré à la roue ij ; - el la voie avant du véhicule ; 20 - ez la voie arrière du véhicule ; - h la distance entre le centre de gravité et l'axe du train avant ; et - 1z : la distance entre le centre de gravité et l'axe du train arrière. En négligeant les contributions des termes en sin(aij) (en supposant 25 notamment que les angles de braquage sont petits), on obtient l'expression A5.3' suivante : ei - cos(a. - F - ei - - cos((xil) 2 2 i De même, en négligeant dans l'équation A5.2, la contribution des accélérations de roue et des couples de transmission (supposés identiques sur les roues d'un même essieu), on obtient l'équation A5.2' suivante : Cfrein, + Ctransmission, - signe(v x ) - EffFreinij - Pi/ + Ctransmission, ra~ .. r.. a~ Enfin, en combinant les équations A5-2' et A5-3' ci-dessus, et en supposant que les couples de transmission sont identiques sur les roues d'un même essieu, on obtient l'équation A5.4 suivante donnant l'estimation du moment de lacet Me' . (EffFreiniz - Pz ei EffFreinil P1 ei 10 Le bloc A6 permet de déterminer la rigidité de dérive du train avant, notée DAv, et la rigidité de dérive du train arrière, notée DAR, du véhicule. La détermination de ces rigidités de dérives peut être réalisée de plusieurs façons, selon que l'on considère ces rigidités de dérive comme constantes, fonction de 15 l'adhérence, fonction de la charge aux roues, ou encore fonction à la fois de l'adhérence et de la charge aux roues.
Par exemple, on pourra supposer que les rigidités de dérive au train dépendent de l'adhérence moyenne selon la relation A6.1 suivante : 20 DAv (la) = lamt . De DAR (µ) = µmt D/:4R=1 avec : - µmt l'adhérence moyenne estimée par le bloc A4 ; et - De et D 1 les rigidités de dérive au train identifiées sur adhérence 25 unitaire respectivement pour le train avant et arrière.
Le bloc A2 permet de déterminer l'erreur en vitesse de lacet 4 correspondant à la différence entre la vitesse de lacet cp instantanée et une vitesse de lacet de référence. La vitesse de lacet instantanée peut être mesurée par un met _-signe(vx) i=1..z\, r1 capteur. La vitesse de lacet de référence (ou voulue) représente le comportement en lacet voulu pour le véhicule, et peut être calculée à partir de grandeurs caractéristiques de la dynamique du véhicule telles que la vitesse du véhicule, l'angle volant, les rigidités de dérive. La vitesse de lacet de référence peut être déterminée à partir d'un modèle décrivant le comportement du véhicule en lacet et en dérive, par exemple le modèle bicyclette.
Le bloc A7 active ou désactive les blocs A8 à A10 en fonction de la situation de freinage donnée par l'indicateur de situation de freinage µ-split généré par le bloc A4 et par l'indicateur de l'état de virage Etat_virage généré par le bloc Al. Ainsi, lors d'une situation de freinage avec adhérence asymétrique hors virage (µ-split positionné à 1 et Etat_virage à 0), le bloc A7 envoie un signal d'activation (ACT) vers les blocs A8 à A10. Au contraire, le bloc A7 envoie un signal de désactivation (DESACT) des blocs A8 à A10 par exemple à la fin d'une détection de freinage sur adhérence symétrique (µ-split à 0) ou lorsque l'indicateur Etat_virage reste à 1 au moins pendant une durée prédéfinie.
Le bloc A8 vise à répartir la charge entre les roues du véhicule via l'utilisation des systèmes anti-roulis avant et arrière actifs (blocs Al2 et A11). Ce bloc A8 génère notamment une consigne anti-roulis avant, notée C Z , et une consigne anti-roulis arrière, notée C eq , destinées aux blocs Al2 et All pour répartir la charge verticale entre les roues avant et arrière en cas de situation de freinage avec adhérence asymétrique. Plus précisément, ces consignes anti-roulis sont déterminées de manière à maximiser le freinage des roues arrière sans créer un freinage dissymétrique entre ces roues arrière.
Tout d'abord, afin de ne pas générer de roulis dû à l'application de ces nouvelles consignes anti-roulis, ces consignes anti-roulis avant et arrière respectent la relation A8.1 suivante : eq + /eq = 0 Ce qui revient à chercher la valeur CYeq telle que (équation A8.2) : CC" = C req req ar = -/l. req req L'expression des charges aux roues arrière est alors donnée par la formule A8.3 suivante : hors ARA Creq FZARG, = FZARG (YL 9YT ) - _ARA Creq FzARO = F hZARD ors (YL,YT ) Les expressions Fors-ARA(yL yT) et Fhors-ARA(yLyT) peuvent être obtenue en ARA AR,, annulant les couples CAv et CAR dans les expressions données à l'équation A3.1 ci-10 dessus. Ensuite, deux cas peuvent se présenter : Cas n°1 : l'adhérence est estimée uniquement sur un des deux côtés du 15 véhicule par le bloc A4. Dans ce cas, afin d'équilibrer les couples de freinage exercés sur les roues gauche et droite, on sélectionne le couple de freinage le plus faible, à savoir celui situé sur le côté de la faible adhérence. En effet, la diminution du couple de freinage sur la roue arrière située sur la haute adhérence implique un allongement de la distance de freinage. On cherche donc à charger la roue arrière 20 située sur la faible adhérence afin de pouvoir y appliquer plus de couple de freinage. Dans le cas d'un système de freinage hydraulique, ceci équivaut à mettre davantage de pression sur la roue arrière située sur faible adhérence. Le bloc A4 génère donc de préférence une estimation de l'adhérence µG, µD 25 située sur la faible adhérence, ainsi que l'indicateur HFside donnant le côté du véhicule situé sur la haute adhérence. On remplace donc les indices G (pour gauche) et D (pour droit) dans les expressions symboliques par HFside (côté haute adhérence) et LFside (côté faible adhérence). e2 e2 L'estimation de la baisse de pression appliquée sur le côté haute adhérence pour assurer l'équilibrage des pressions entre les deux côtés du véhicule, est alors donnée par l'expression suivante : AP = PREF _ r ARLFside F+hors _ARA ARselect_low ARHFside EffFREIN /lLFside ZARLF,ide ~YL97T) ARLFside avec µLFs,ae la valeur estimée d'adhérence sur le côté de faible adhérence. Charger la roue arrière située sur la faible adhérence revient à faire tendre APARseleet_low vers zéro, ce qui donne l'expression suivante pour C, : REF _ r ARLFside hors _ARA + Creq 0, PARHFside EffFREIN JULFside FZARLFside A1L ~T ARLFside 2 le signe ± dépendant du côté où se trouve la faible adhérence, à savoir : signe « - » si la faible adhérence est à gauche et signe « + » si la faible adhérence est à droite. 15 Ainsi, si la faible adhérence est située à droite, on a C _ EffFREINARLFside PRFF _ F.hors_ARA req 2 ARHFside ZA2cFstde ~~L ~~T r ARLFside IULFside Et si la faible adhérence est à gauche, on a : hors _ARA Eff FREINARLFside REF Creq = 22 ' FZA2cFstde (YL T ) PARHFside rARLFside 1ULFside 20 Cas n°2 : l'adhérence est estimée sur les deux côtés du véhicule par le bloc A4. La connaissance de l'adhérence des deux côtés du véhicule permet notamment d'optimiser au mieux les reports de charge. Ainsi, afin d'équilibrer les pressions de freinage exercées sur le train arrière, 25 tout en autorisant le maximum de freinage sur ce train arrière, il est également nécessaire de charger la roue arrière située sur la plus faible adhérence, et donc d'enlever le minimum de couple de freinage sur la roue arrière située sur la haute adhérence.10 En supposant que les efficacités de freinage et les rayons de roue sont identiques sur les deux roues d'un même essieu, l'expression du couple CYeq est obtenue ainsi : - si la haute adhérence est située à droite, on a :
_ e2 hors ARA _ hors ARA Creq LFside FZARC ~~L THFside FZARD ~~L T LFside + /IHFside
- si la haute adhérence est située à gauche, on a : HFside FZ e2 hors_ARA _ _ARA ARC (7L 97T ) /lLFside FZARs(ors h (7L 97T Enfin, dans les deux cas décrits ci-dessus, une fois le couple CYeq calculé, il est nécessaire de prendre en compte les limites de couple que peuvent créer les actionneurs des systèmes anti-roulis avant Al2 et arrière A11.
De préférence, les consignes anti-roulis avant et arrière sont ajustées de 15 manière à ne pas dépasser un couple maximal que peuvent générer les actionneurs des systèmes anti-roulis Al2, A11.
Avantageusement, le bloc A8 envoie un signal au système ABS de manière à informer le système ABS de la modification de charge sur chacune des roues, le 20 système ABS prenant en compte cette modification dans son cycle de régulation.
Le bloc A9 permet de contrôler le braquage des roues arrière via une consigne d'angle de braquage, notée a °q, de manière à compenser le moment de lacet créé au niveau des roues avant du fait de la répartition des charges engendrée 25 par le bloc A8. Cette consigne d'angle de braquage a eq peut être la somme d'une première consigne de braquage aQF et d'une deuxième consigne de braquage aQB . C = Yeq LFside + HFside
19 La première consigne de braquage arF est notamment fonction du moment de lacet dû au freinage, estimé par le bloc A5, et est donnée par la formule A9.1 suivante :
a FF = DA, y) + DA, ~(y) M est ar DAV (Y) D. (y) . L F La deuxième consigne de braquage arB vise à annuler l'erreur en vitesse de lacet Ayr . Elle peut être calculée à partir de l'erreur en vitesse de lacet selon par exemple un des modes de réalisation décrite dans le document FR2908726 de la déposante : 10 a rB = f (Ayr ) (équation A9-2)
Selon un mode de réalisation de l'invention, il est possible de désactiver la contribution de la première consigne de braquage arF et/ou la contribution de la deuxième consigne de braquage arB , lorsque la vitesse longitudinale v x du 15 véhicule est inférieure à une vitesse prédéfinie. Dans cette hypothèse, on introduit donc dans la formule A9.1 ci-dessus les coefficients ff (v x) et fb(v x) : a éq = ff (v x ) a rF + fb(v x ) . a rB (équation A9-3) - ff (v x ) valant 1 en cas d'activation de la première consigne de braquage et 0 dans le cas contraire ; et 20 - fb(v x) valant 1 en cas d'activation de la deuxième consigne de braquage et 0 dans le cas contraire. Ce bloc A9 détermine en outre un angle de braquage maximal autorisé correspondant à un moment de lacet maximal que peut générer le système de 25 freinage du véhicule. Cet angle de braquage maximal, noté aQ -°"°' (vx) est notamment fonction de la vitesse longitudinale v x du véhicule.
Le bloc A10 permet de contrôler le freinage des roues en générant de nouvelles consignes de pression de freinage, notées respectivement pAV, , pz ,5 P,4'R% et PAZ , pour chacune des roues du véhicule, Tour d'abord, le moment de lacet maximal que peut générer un freinage asymétrique des roues peut être donné par l'équation A10-1 suivante : M max_ allowed = DAV DAR (y) . L a max_ allowed (v x 1 + MF (v x R DAV (Y) + DAR (y) ar En d'autres termes, la valeur de ce moment est la somme du moment de lacet compensé par la consigne d'angle de braquage généré par le bloc A9, et d'une valeur prédéfinie MF (v x) fonction par exemple de la vitesse longitudinale v x du 10 véhicule. Cette valeur prédéfinie MF (vx) représente notamment le moment de lacet que le conducteur aura à compenser par une action au volant. Cette valeur de moment de lacet maximal sert notamment à limiter les actions de freinage dissymétrique sur le train avant afin de ne pas déstabiliser le véhicule. 15 En outre, seules les actions de freinage exercées sur le train avant sont susceptibles de générer un moment de lacet. La nouvelle consigne de freinage pour la roue avant située sur la haute adhérence doit donc tenir compte du fait que la roue située sur la faible adhérence va voir son action de freinage diminuée. En 20 effet, le système anti-roulis est piloté par le bloc A8 de manière à charger la roue arrière située sur la faible adhérence, ce qui provoque un chargement de la roue avant situé sur la haute adhérence et un déchargement de la roue avant située sur la faible adhérence. 25 Les efforts statiques au train avant (estimés par le bloc A3) sont donnés par la relation A11-2 suivante : hors ARA kp (1-k» = F h ZAvG ors (IL ~YT ) + - CAV - CAR el e~ hors _ ARA ZA~ = FZA~ YL ,YT F (k (1-k ) P CAV P . CAR e, e, Les consignes de pression exercées sur les roues autres que la roue avant située sur la haute adhérence restent inchangées par rapport aux consignes précédentes, ce qui se résume par les équations A11-3 suivantes : Preq = pREF AVLFside AVLFside
Preq = P REF ARLFside ARLFs ide Preq = pREF AVHFside ARHFs ide L'action de freinage appliquée sur la roue avant située sur la haute adhérence 10 fait l'objet d'un traitement particulier décrit ci-après. Tout d'abord, on calcule une première consigne de pression PA'Lide en supposant que les freins avant ont la même efficacité et que les roues avant ont même rayon. Cette première consigne de pression Per,,ide est la somme de la 15 pression demandée par exemple par la fonction de répartition électronique de freinage à laquelle on ajoute une consigne de pression qui permet de compenser la baisse d'effort longitudinal sur la roue avant située sur faible adhérence :
pobj - PREF + rAV Cest AVHFside AVHFside /I LFside EffreinAv el (équation A11.5) (équation A11.4) 20 Ensuite, on calcule le moment de lacet MFbj qui serait crée si cette pression était appliquée sur la roue :
M obj = EffreinAV - el pobj - P F AVHFside AVLFside 2 rAV si MEox bj Mmax_ allowed Ex alors l'application de la pression calculée avec 25 l'équation A11.4 risquerait de générer un moment de lacet trop important : max allowed 2 rAv MF PAreqVHFside PAVHFside + EffreinAv - el sinon : (équation A11.6) preq = pobj = pREF + r A V JULFside Cest AVHFside AVHFside AVHFside EffreinAv el En conclusion, le procédé de contrôle de freinage d'un véhicule ne situation d'adhérence asymétrique présenté ci-dessus utilise la combinaison de trois systèmes actifs de contrôle du châssis du véhicule, à savoir les systèmes antiroulis actif avant et arrière, le système de braquage des roues arrière, et le système de freinage actif. La mise en oeuvre de ce procédé de contrôle de freinage permet notamment 10 d'améliorer la stabilité du véhicule tout en réduisant la distance de freinage requise, et sans créer de roulis supplémentaire sur le véhicule. Les systèmes antiroulis avant et arrière sont contrôlés de manière à maximiser l'action de freinage sur le train arrière sans créer de dissymétrie de 15 pression entre ces roues arrière. Le système de braquage de roues arrière est utilisé pour compenser le moment de lacet créé par l'action des systèmes anti-roulis avant et arrière, à partir de la connaissance de la dépendance des rigidités de dérive à une adhérence 20 moyenne estimée (liée à la répartition des charges). Le système de freinage contrôle la pression de freinage de chacune des roues de sorte que la pression exercée sur la roue avant située sur la haute adhérence permet de compenser la perte de freinage induite par l'utilisation du système 25 antiroulis actif pour équilibrer les pressions exercées au niveau des roues arrière. En outre, la pression exercée sur la roue avant située sur la haute adhérence est limitée afin de ne pas dépasser un moment de lacet maximal. (équation A11.7)

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle d'un véhicule automobile en situation de freinage avec adhérence asymétrique, le véhicule embarquant au moins : - des systèmes anti-roulis actifs avant et arrière (Al2, A11) aptes à modifier le couple généré par des barres anti-roulis avant et arrière disposées au niveau des trains avant et arrière du véhicule ; - un système de braquage des roues arrière (A13) apte à modifier l'angle des roues arrière du véhicule par rapport au plan longitudinal du véhicule ; et - un système de freinage (A14) apte à appliquer une pression de freinage distincte à chacun des roues du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend au moins : - la détection (A7) d'une situation de freinage avec adhérence asymétrique hors virage ; - la détermination (A8) d'une consigne anti-roulis avant (Cr; ) et d'une consigne anti-roulis arrière (C eq ), de sorte à répartir la charge verticale entre les roues avant et arrière respectivement pour équilibrer la pression de freinage à appliquer sur les roues arrière ; - la détermination (A9) d'une consigne d'angle de braquage (a °q) des roues arrière de sorte à compenser un moment de lacet induit au niveau des roues avant par ladite répartition de la charge verticale ; - la détermination (A10) des consignes de pression de freinage (PÂVC , PZ, , Pte, , P ) distinctes pour chacune des roues du véhicule en fonction au moins de la charge verticale appliquée sur chacune des roues, et d'un angle de braquage maximal autorisé des roues arrière ; et - la transmission des consignes anti-roulis avant (Cr; ) et arrière (C eq ) aux systèmes anti-roulis actif avant (Al2) et arrière (A11) respectivement, de la consigne d'angle de braquage (a °q) au système de braquage des roues arrière (A13), et des consignes de pression freinage (P" , P" , Pic , P ) au système de freinage (A14).
  2. 2. Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection d'une situation de freinage avec adhérence asymétrique hors virage comprend au moins : - la détection d'un état de virage (Etat_Virage) à partir d'un angle volant a, instantané, d'une vitesse de lacet (p instantanée, et d'une accélération latérale 'y7, instantanée ; et - la détection d'une situation de freinage avec adhérence asymétrique au moins à partir de la pression instantanée dans le maître-cylindre (P,,), des charges verticales instantanée exercées sur les roues avant (T', des pressions de freinage (PAV, , PA,,) instantanées appliquées aux roues avant gauche et avant droit du véhicule.
  3. 3. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce 15 que la détection de la situation de freinage avec adhérence asymétrique comprend en outre la génération d'au moins : - un indicateur de situation de freinage avec adhérence asymétrique (µ-split) ; et - un indicateur côté haute adhérence (HFside). 20
  4. 4. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les consignes anti-roulis avant (Cr; ) et arrière (C eq ) sont déterminées de sorte que la somme de ces consignes soit nulle. 25
  5. 5. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la détermination des consignes anti-roulis avant (Cr; ) et arrière (C eq ) comprend au moins l'estimation de la baisse de pression à appliquer sur la roue arrière située sur le côté haute adhérence de manière à assurer l'équilibrage des charges verticales appliquées sur les côtés gauche et droite du véhicule. 30
  6. 6. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la consigne d'angle de braquage (a °q) des roues arrière est la somme d'une première consigne d'angle (a r» et d'une deuxième consigne d'angle (a rB ), ladite première consigne d'angle (a r» étant fonction du moment de lacet induit par la répartition des charges, et ladite deuxième consigne d'angle (arB ) étant déterminé de sorte à annuler une erreur en vitesse de lacet (oyJ ).
  7. 7. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre la détermination de l'angle de braquage 10 maximal (aQ -°"OWed (v,,» en fonction de la vitesse longitudinale du véhicule.
  8. 8. Procédé de contrôle selon la revendication 7, caractérisé en ce que la détermination de la consigne de freinage de la roue avant située sur la haute adhérence comprend au moins : 15 - le calcul d'un moment de lacet maximal généré par le freinage asymétrique des roues avant ; et - le calcul des efforts statiques au train avant en fonction du couple appliqué par le système anti-roulis actif avant CA, et arrière CAR autour de l'axe du roulis. 20
  9. 9. Véhicule automobile comprenant au moins des moyens pour mettre en oeuvre le procédé de contrôle selon l'une des revendications 1 à 8. 25
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