Brevet FR2705454A1 — publié le 19941125

"Système pour déterminer le coefficient d'adhérence de véhicules automobiles" L'invention concerne un système pour déter- miner le coefficient d'adhérence de véhicules automo- biles. On connait déjà un tel système pour détermi- ner le coefficient d'adhérence de véhicules automobi- les selon le document DE-35 35 843 Ai (US-A 4 794 538). Ce document décrit un procédé déterminant en continu le coefficient d'adhérence entre une roue du véhicule et une surface de roulement pour cette roue pendant le processus de freinage. Ce coefficient d'ad- hérence est déterminé par un modèle mathématique en utilisant un algorithme d'identification partant de15 la pression de frein et la vitesse de la roue. Selon le document DE 42 04 047 A1, on a un procédé et un dispositif de positionnement d'un organe de réglage par une logique de Fuss. Ce document montre également différents détails d'une arithmétique de Fuss. La présente invention a pour but dans le cas d'un système correspondant au type défini ci-dessus de permettre de déterminer le coefficient d'adhérence à partir de grandeurs de mesure qui existent par ail-25 leurs. A cet effet, l'invention concerne un système correspondant au type défini ci-dessus caractérisé en ce qu'à partir des grandeurs de l'accélération du vé- hicule aX, de l'accélération de roue aR et de la pres- sion de frein p, et à l'aide d'une logique de Fuss, on détermine le potentiel pPot du coefficient d'adhérence maximum possible. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, à partir des grandeurs de l'accélération du véhicule aX et de l'accélération de roue aR, à l'aide d'au moins une logique de Fuss, on détermine la valeur instantanée pMom du coefficient d'adhérence. Suivant d'autres caractéristiques de l'in- vention: - en fonction de l'accélération du véhicule aX, de l'accélération de roue aR et de la pression de frein p, on choisit un jeu de régles de Fuss pour dé- terminer la valeur instantanée pMom du coefficient d'adhérence. - on combine l'accélération du véhicule aX à un coefficient d'adaptation cl obtenu à partir d'un champ de caractéristiques en fonction des différences de grandeurs dpPot du potentiel du coefficient d'adhé- rence entre le côté gauche et le côté droit du véhicu- le, des variations dans le temps ddaR de la différence des accélérations de roue aRl, aRr entre le côté gau- che et le côté droit du véhicule, la pression de frein p et la vitesse du véhicule vX. - on détermine la différence dpPot du poten- tiel du coefficient d'adhérence entre le côté gauche et le côté droit du véhicule à l'aide d'une logique de Fuss à partir de la valeur de la différence daR des accélérations de roues aRl, aRr entre le côté gauche et le côté droit du véhicule, la variation dans le temps ddaR de la différence daR et la vitesse du véhi- cule vX. - l'accélération de roue aR est combinée a un coefficient d'adaptation c2 déterminé en fonction de la vitesse du véhicule vX sur une courbe caracté- ristique. - l'utilisation en liaison avec un système antiblocage, un système de réduction de patinage à l'entraînement ou un système de régulation de l'inter- valle entre les véhicules. La présente invention offre l'avantage de pouvoir déterminer avec des moyens réduits le coeffi- cient d'adhérence. Il est particulièrement avantageux dans le système de l'invention, on utilise une logique de Fuss, ce qui permet ne pas utiliser de modèles ma- thématiques précis. Un autre avantage est que pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention, on n'uti- lise que des capteurs qui existent de toute façon dans le véhicule. En influençant les fonctions d'appartenan- ce de la logique de Fuss pour obtenir le potentiel du coefficient d'adhérence ou en choisissant les règles de Fuss pour déterminer la valeur instantanée du coef- ficient d'adhérence avec une grande précision en n'u- tilisant qu'un nombre relativement réduit de fonctions correspondantes et de règles de Fuss. Par correction de l'accélération du véhi- cule et de l'accélération de la roue à l'aide de coef- ficients d'adaptation, on arrive à ce que les fonc- tions d'appartenance et les règles de Fuss applicables pour un support homogène (c'est-à-dire pour les mêmes conditions pour le côté droit et le côté gauche du vé- hicule) peuvent également s'utiliser dans le cas d'un support (surface d'appui) non homogène. Dessins: La présente invention sera décrite ci- après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est un schéma par blocs d'un exemple de réalisation pour déterminer le potentiel lpPot du coefficient d'adhérence. - la figure 2 est un schéma-bloc d'un exem- ple de réalisation pour déterminer la valeur instanta- née pMom du coefficient d'adhérence. Description des exemples de réalisation: Deux exemples de réalisation seront décrits ci-après pour déterminer le coefficient d'adhérence entre une roue de véhicule et une surface de roule- ment. Un premier exemple de réalisation sert à déter- miner le potentiel pPot du coefficient d'adhérence c'est-à-dire le coefficient d'adhérence maximum possi- ble dans certaines conditions; un second exemple de réalisation sert à déterminer la valeur instantanée pMom du coefficient d'adhérence c'est-à-dire un coef- ficient d'adhérence à un instant donné. La figure 1 montre un schéma-bloc d'un exem- ple de réalisation pour déterminer le potentiel pPot du coefficient d'adhérence. Le schéma par blocs se subdivise par deux groupes de fonctions: Un premier groupe de fonctions sert à déter- miner le potentiel pPot du coefficient d'adhérence dans l'hypothèse o sur le côté gauche et sur le côté droit du véhicule, on rencontre les mêmes conditions c'est-à-dire que le coefficient d'adhérence du côté gauche et celui du côté droit du véhicule sont les mê- mes. Cela est par exemple le cas si pour une trajec- toire en ligne droite, on freine ou accélère sur un revêtement routier homogène. Le premier groupe fonc- tionnel comprend une logique de Fuss 100, un bloc de classement 101 et un bloc de modification 102. Par adjonction d'un second groupe de fonc- tions, le système selon l'invention peut également s'utiliser pour des conditions de fonctionnement pour lesquelles le côté gauche et le côté droit du véhicule (par exemple par suite d'un revêtement routier non ho- mogène) correspondent à des coefficients d'adhérence différents. Dans ce contexte, le second groupe fonc- tionnel influence certains signaux d'entrée du premier groupe fonctionnel (à savoir un signal d'accélération de véhicule aX et un signal d'accélération de roue10 aR). Le second groupe fonctionnel se compose d'un bloc de calculs 104, d'une logique de Fuss 106, d'un champ de caractéristiques 108 pour déterminer un coefficient de correction cl d'accélération du véhicule aX, d'un point de combinaison 110, d'un champ de caractéristi- ques 112 pour déterminer un coefficient de correction c2 de l'accélération de roue aR et d'un point de com- binaison 114. Les différents composants du premier groupe fonctionnel sont combinés de la manière suivante: La logique de Fuss 100 possède quatre en- trées et une sortie. La première entrée est reliée à la sortie du point de combinaison 110; la seconde en- trée est reliée à la sortie du point de combinaison 114 qui appartient au second groupe fonctionnel comme le premier point de combinaison 110. La première en- trée de la logique de Fuss 100 reçoit un signal pour l'accélération corrigée aX' du véhicule et la seconde entrée reçoit un signal pour l'accélération de roue aR, corrigée (soit pour le côté gauche, soit pour le côté droit du véhicule). La troisième entrée reçoit un signal pour la pression de frein p. La quatrième en- trée est une entrée de commande. Elle est reliée à la sortie du bloc de modification 102. L'entrée de com- mande permet d'influencer les fonctions d'appartenance utilisées dans la logique de Fuss 100. Le bloc de mo- dification 102 possède trois entrées. La première en- trée reçoit un signal correspondant à la pression de frein p; la seconde entrée reçoit un signal pour la vitesse du véhicule vX et la troisième entrée est re- liée à la sortie du bloc de classement 101. Le bloc de classement 101 possède deux entrées; la première en- trée reçoit un signal de vitesse de véhicule vX et la seconde entrée reçoit la sortie de la logique de Fuss 100. Les différents composants du second groupe fonctionnel sont combinés de la manière suivante: Le bloc de calcul 104 comporte deux entrées recevant un signal correspondant à l'accélération de roue aRl pour le côté gauche du véhicule et un signal pour l'accélération de roue aRr du côté droit du véhi- cule. En outre, le bloc de calcul 104 a deux sorties; la première sortie fournit un signal correspondant à la différence daR entre les accélérations de roue aRl et aRr du côté gauche et du côté droit du véhicule; la seconde sortie donne un signal pour la variation dans le temps ddaR de la différence daR. La première sortie est reliée à une première entrée de la logique de Fuss 106; la seconde sortie est reliée à la secon- de entrée de la logique de Fuss 106 et à une première entrée du champ de caractéristiques 108. La troisième entrée de la logique de Fuss 106 reçoit un signal cor- respondant à la vitesse du véhicule vX. La sortie de la logique de Fuss 106 fournit un signal pour la dif- férence dpPot du potentiel pPot du coefficient d'adhé- rence entre le côté gauche et le côté droit du véhicu- le et est reliée à une seconde entrée du champ de ca- ractéristiques 108. La troisième entrée du champ de caractéristiques 108 reçoit un signal de la pression de frein p et la quatrième entrée reçoit un signal de vitesse de véhicule vX. La sortie du champ de caracté- ristiques 108 est reliée à une première entrée du point de combinaison 110 dont la seconde entrée reçoit un signal correspondant à l'accélération du véhicule aX. L'entrée du champ de caractéristiques 112 reçoit un signal de la vitesse du véhicule vX. La sortie du champ de caractéristiques 112 est reliée à une premiè- re entrée du point de combinaison 114 dont la seconde entrée reçoit un signal d'accélération de roue aR (cô- té gauche ou côté droit du véhicule). Le potentiel pPot du coefficient d'adhérence se détermine comme suit: La logique 100 détermine à partir des gran- deurs d'entrée, une accélération de véhicule, corrigée aX', une accélération de roue, corrigée aR' et une pression de frein p en appliquant à l'arithmétique de Fuss une valeur pour le potentiel pPot du coefficient d'adhérence et en fournissant cette valeur à la sor- tie. La logique 100 contient une série de régles de Fuss; chacune de ces régles est une combinaison d'in- formations incertaines pour l'accélération corrigée du véhicule aX', l'accélération corrigée de la roue aR' et la pression de frein p et une information incertai- ne pour le potentiel pPot du coefficient d'adhérence. Les informations incertaines sont (comme cela est usuel en arithmétique de Fuss) représentées par des fonctions d'appartenance. Les régles de Fuss et les fonctions d'appartenance sont déterminées de manière empirique dans la phase de développement et d'applica- tion en supposant que le côté gauche et le côté droit du véhicule sont exposés aux mêmes conditions. Il s'est avéré que certaines régles en arithmétique de Fuss pour de faibles valeurs du potentiel pPot du coefficient d'adhérence aboutissent à un résultat par- ticulièrement bon et que d'autres régles en arithméti- que de Fuss par exemple aux valeurs moyennes et impor- tantes. Il convient ainsi de pondérer les régies en arithmétique de Fuss en fonction de la plage dans la- quelle se trouve à ce moment la valeur du potentiel pPot du coefficient d'adhérence. Dans l'exemple de réalisation décrit ici, la pondération se fait à l'aide du bloc de classement 101 et du bloc de modification 102 par l'entrée de comman- de de la logique de Fuss. Le bloc de classement 101 détermine si le potentiel pPot du coefficient d'adhé- rence est petit, moyen ou grand et il transmet le ré- sultat au bloc de modification 102. La répartition des classes "petit, moyen et grand" peut se faire par exemple en comparant des valeurs de seuil correspon- dantes pour le potentiel pPot du coefficient d'adhé- rence. En subdivisant, on tient compte de la vitesse vX du véhicule. Le bloc de modification 102 reçoit comme autre signal d'entrée, la pression de frein p et à partir des deux signaux d'entrée, il donne chaque fois un coefficient fl pour les fonctions d'apparte- nance de l'accélération du véhicule f2 et pour les fonctions d'appartenance de l'accélération de roue. Ces deux coefficients fi et f2 sont introduits dans la logique de Fuss 100 par l'entrée de commande et sont appliqués aux fonctions d'appartenance déjà évoquées. De cette manière, on gradue les fonctions d'apparte- nance c'est-à-dire qu'elles interviennent plus ou moins suivant un coefficient, ce qui conduit de nou- veau à une pondération appropriée des régies de Fuss appliquées pour les fonctions d'appartenance. La dé- termination des facteurs fi et f2 dans le bloc de mo- dification 102 peut se faire par exemple par lecture dans un champ de caractéristiques dans lequel les fac- teurs fi et f2 sont inscrits en fonction de la pres- sion de frein p de la vitesse de véhicule vX. Pour pouvoir utiliser les régles inscrites dans la logique de Fuss 100 et les fonctions d'appar- tenance même pour des conditions variables pour la moitié gauche et la moitié droite du véhicule pour dé- terminer le potentiel pPot du coefficient d'adhérence, on applique aux signaux d'accélération du véhicule aX ou d'accélération de roue aR, avant injection logique aux différents points de combinaison 110 et 114, des coefficients de correction cl et c2. Le coeffi- cient de correction est pris dans le champ de caracté-10 ristiques 108 pour être transmis au point de combinai- son 110. Le coefficient de correction c2 est pris sur la ligne de caractéristique 112 pour être transmis au point de combinaison 114. Le champ de caractéristiques 108 dépend en- tre autres de la différence dpPot du potentiel du coefficient d'adhérence entre le côté gauche et le côté droit du véhicule. La différence dpPot est prédé- terminée par la logique de Fuss 106 à partir de la différence daR entre les accélérations de roue aRl et aRr du côté gauche et du côté droit du véhicule et de la variation dans le temps ddaR de la différence daR. La logique 106 fonctionne dans son principe comme la logique 100 en utilisant toutefois d'autres régles de Fuss et d'autres fonctions d'appartenance. La différence daR entre les accélérations de roue aRl et aRr du côté gauche et du côté droit du vé- hicule et la variation dans le temps ddaR de la diffé- rence daR est déterminée par le bloc de calcul 104 à partir de l'accélération de roue aRl du côté gauche du véhicule et de l'accélération de roue aRr du côté droit du véhicule. Les accélérations de roue aRl et aRr peuvent se déterminer par exemple à l'aide de cap- teurs d'accélération ou à partir des variations dans le temps de la vitesse de rotation des roues. La valeur fournie par le système selon l'in- vention pour le potentiel pPot du coefficient d'adhé- rence se rapporte soit au côté gauche, soit au côté droit du véhicule suivant que le signal d'accélération de roue aR introduit dans le point de combinaison 114 représente l'accélération de roue aRl du côté gauche du véhicule ou l'accélération de roue aRr du côté droit. Pour déterminer le potentiel du coefficient d'adhérence pour les deux côtés du véhicule, il faut ainsi avoir en double le système représenté à la figu- re 1 ou ne l'utiliser qu'en alternance pour l'accélé- ration de roue du côté gauche et celle du côté droit au niveau du point de combinaison 114. Les valeurs obtenues pour le potentiel pPot du coefficient d'adhérence peuvent par exemple être introduites dans une installation pour réguler l'écart entre les véhicules et y être traitées. La figure 2 montre un schéma par blocs pour déterminer la valeur instantanée pMom du coefficient d'adhérence. Comme dans l'exemple de réalisation de la figure 1, le schéma par blocs de la figure 2 se subdi- vise en deux groupes de fonctions; le second groupe de fonctions est totalement identique au second groupe de fonctions déjà décrit ci-dessus et représenté à la figure 1. Le premier groupe de fonctions de la figure 2 est réalisé de manière analogue au premier groupe de fonctions de la figure 1; il se compose d'une logique de Fuss 200 et d'une sélection de régulation 202. La logique 200 détermine la valeur instantanée pMom du coefficient d'adhérence 200 à partir d'un signal cor- respondant à l'accélération corrigée du véhicule aX' appliquée à une première entrée et d'un signal de l'accélération corrigée de roue aR' appliquée à une seconde entrée; il fournit la valeur instantanée moyenne pMom à sa sortie. L'entrée de commande de la logique 200 permet de déterminer les régies de Fuss utilisées. L'entrée de commande est reliée à la sortie du sélecteur de régulation 202 qui, en fonction des signaux appliqués à ces trois entrées pour l'accéléra- tion de véhicule corrigée aX', l'accélération de roue corrig6e aR' et pour la pression de frein p choisit les régies de Fuss. La valeur instantanée pMom du coefficient d'adhérence déterminé par le système représenté à la figure 2 est injectée dans le système antiblocage ou dans un système de réduction de patinage à entraîne- ment. Comme dans l'exemple de réalisation de la figure 1, dans celui de la figure 2, pour chaque côté du vé- hicule, il faut soit une installation distincte comme celle de la figure 2, soit que l'on alimente le point de combinaison 114 en alternance avec un signal cor- respondant à l'accélération de roue aRl du côté gauche du véhicule et un signal de l'accélération de roue aRr du côté droit du véhicule pour déterminer de manière correspondante la valeur instantanée pMom du coeffi- cient d'adhérence pour le côté gauche et le côté droit du véhicule. R E V E N D I C A T IO N S 1 ) Système pour déterminer le coefficient d'adhérence de véhicules automobiles, caractérisé en ce qu'à partir des grandeurs de l'accélération du vé- hicule (aX), de l'accélération de roue (aR) et de la pression de frein (p), et à l'aide d'une logique de Fuss (100), on détermine le potentiel (pPot) du coef- ficient d'adhérence maximum possible. ) Système selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'en fonction du potentiel déterminé (pPot) du coefficient d'adhérence, on influence les fonctions d'appartenance de la logique de Fuss (100) avec la vitesse du véhicule (vX) et de la pression de frein (p). 30) Système pour déterminer le coefficient d'adhérence de véhicules automobiles, caractérisé en ce qu'à partir des grandeurs de l'accélération du vé- hicule (aX) et de l'accélération de roue (aR), à l'ai- de d'au moins une logique de Fuss (200), on détermine la valeur instantanée (pMom) du coefficient d'adhéren- ce. 4 ) Système selon la revendication 4, carac- térisé en ce qu'en fonction de l'accélération du véhi- cule (aX), de l'accélération de roue (aR) et de la pression de frein (p), on choisit un jeu de régles de Fuss pour déterminer la valeur instantanée (pMom) du coefficient d'adhérence. ) Système selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que l'on combine l'accélération du véhicule (aX) à un coeffi- cient d'adaptation (cl) obtenu à partir d'un champ de caractéristiques (108) en fonction des différences de grandeurs (dpPot) du potentiel du coefficient d'adhé- rence entre le côté gauche et le côté droit du véhicu- le, des variations dans le temps (ddaR) de la diffé- rence des accélérations de roue (aRl, aRr) entre le côté gauche et le côté droit du véhicule, la pression de frein (p) et la vitesse du véhicule (vX). 6 ) Système selon la revendication 5, carac- térisé en ce qu'on détermine la différence (dpPot) du potentiel du coefficient d'adhérence entre le côté gauche et le côté droit du véhicule à l'aide d'une lo- gique de Fuss (106) à partir de la valeur de la diffé- rence (daR) des accélérations de roues (aRl, aRr) en- tre le côté gauche et le côté droit du véhicule, la variation dans le temps (ddaR) de la différence (daR) et la vitesse du véhicule (vX). ) Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'accélération de roue (aR) est combinée à un coefficient d'adaptation (c2) déterminé en fonction de la vitesse du véhicule (vX) sur une courbe caractéristique (112). 8 ) Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par l'utilisation en liaison avec un système antiblocage, un système de réduction de patinage à l'entraînement ou un système de régula- tion de l'intervalle entre les véhicules.