Brevet FR2884793A1 — publié le 20061027

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la stabilisation d'un véhicule selon lequel on détecte la présence d'un état de conduite instable du véhicule. Domaine de l'invention D'après le document DE 102 15 465 Al on connaît un procédé et un dispositif pour la régulation de la dynamique de conduite. Celui-ci présente au moins un organe d'actionnement pour la mise en oeuvre d'interventions de réglage tel que des capteurs et des unités de calcul. Ainsi, l'état de conduite décrit au moins au moyen de l'angle de i 0 flottement et de la vitesse de lacet est régulé par une intervention quelconque comme par exemple une intervention sur le volant. Exposé et avantages de l'invention L'invention concerne un procédé pour la stabilisation d'un véhicule du type ci-dessus caractérisé en ce qu'en fonction de la présence d'un état de conduite instable on n'applique un couple de volant (Mzus) indépendant du conducteur qui rend plus facile la rotation du volant dans la direction de rotation dans laquelle un mouvement de braquage diminue ou supprime l'état de conduite instable que dans la direction contraire. En d'autre terme le cour de l'invention réside dans le fait qu'en fonction de l'état de conduite instable existant un couple de volant, c'est-à-dire un couple de rotation, est appliqué au volant indépendamment du conducteur, ce couple tourne le volant dans la direction de rotation dans laquelle le mouvement du volant amène une diminution ou à une suppression de l'état de conduite instable, de manière plus simple, c'est- à-dire pour la direction dans laquelle le conducteur peut déplacer le volant avec une faible dépense de force que dans la direction inverse. Ainsi, on donne un conseil palpable pour la direction du volant correspondant a une stabilisation du véhicule. Une réalisation avantageuse de l'invention est caractérisée en ce que dans un état de conduite instable est d'un état de survirage. Une réalisation avantageuse de l'invention est caractérisée en ce qu'on reconnaît que l'on est dans un état de conduite de sur-35 virage si la déviation entre la vitesse de lacet de consigne et la vitesse réelle de lacet du véhicule dépasse une valeur de seuil prédéterminée. Ces grandeurs sont déjà déterminées dans le cadre usuel d'un système de régulation de la dynamique de conduite et calculées, ainsi l'invention ne nécessite pas de capteurs supplémentaires pour la détection de l'état de conduite de survirage. Une réalisation avantageuse de l'invention est caractérisée en ce que en fonction de l'existence de l'état de conduite instable on détermine un angle de braquage complémentaire (Ab) établi par le conducteur pour le survirage à ajouter à l'angle de braquage complé-mentaire et en fonction de l'angle de braquage complémentaire (A6), on détermine le couple de braquage (Mzus) indépendant du conducteur. L'angle de braquage complémentaire est la valeur cible à établir et on recherche par un guidage de braquage haptique à ce que le conducteur applique cette valeur cible par un couple de volant indépendant du conducteur. Une réalisation avantageuse de l'invention est caractérisée en ce que si l'angle de braquage complémentaire (AS) déterminé passe sous une valeur de seuil prédéterminée, on rie détermine pas de couple de braquage (Mzus) indépendant du conducteur ou le couple de braquage (Mzus) indépendant du conducteur est ramené à la valeur zéro. Cela peut par exemple être obtenu avec l'aide d'une zone morte. Ain-si, on obtient une bande de différence d'angle de braquage et on établit une bande d'angle de braquage ressentie par le conducteur acceptant de petites imprécisions pour un débit d'état de survirage sans produire d'interventions sur le couple de braquage du volant. Une réalisation avantageuse de l'invention est caractérisée en ce que le couple de braquage (Mzus) est:limité à une valeur maximale (Mzusmax). Une réalisation avantageuse de l'invention est caractéri- sée en ce que le couple de braquage (Mzus) indépendant du conducteur dépend en plus de l'accélération transversale (ay). Ainsi, pour le conducteur la sensation de braquage est améliorée lors de la transition à d'autres valeurs de frottement de chaussée. Une réalisation avantageuse de l'invention est caractéri-35 sée en ce que le couple de braquage (Mzus) indépendant du conducteur dépend par l'intermédiaire d'une caractéristique, de l'accélération transversale (ay) , la caractéristique présentant au moins une zone dans la-quelle une augmentation de l'accélération transversale (ay) entraîne également une augmentation du couple de volant (Mzus) indépendant du conducteur. Une courbe caractéristique est particulièrement simple à installer dans un appareil de commande. Une réalisation avantageuse de l'invention est caractérisée en ce que le couple de braquage indépendant du conducteur est annulé lorsque le conducteur exécute un mouvement de volant dans la direction demandant le plus d'effort et que ce mouvement de volant remplit au moins une condition de suppression prédéfinie si on évite ainsi mise sous tutelle du conducteur par le couple de volant supplémentaire. Un exemple de réalisation avantageux de l'invention est caractérisé en ce que les conditions de suppression comprennent la combinaison du couple de braquage (Mzus) indépendant conducteur et du couple de braquage résultant du couple de volant établi par le conducteur restent en dessous d'une valeur seuil. Un exemple de réalisation avantageux de l'invention est caractérisé en ce que le couple de braquage résultant ne doit pas passer en dessous de la valeur seuil ne doit pas être dépassée pendant un intervalle de temps d'une durée prédéterminée. On peut ainsi neutraliser de brefs passages sous le seuil. Une réalisation avantageuse de l'invention est caractérisée en ce qu'on diminue ou on supprime le couple de braquage (Mzus) indépendant du conducteur si la vitesse angulaire du volant dépasse une valeur seuil prédéterminée. On évite ainsi que le conducteur ne soit confronté qu'à des vitesses angulaire de volant difficiles à contrôler. De plus, l'invention concerne également un dispositif pour la stabilisation d'un véhicule caractérisé en ce que - des moyens d'actionnement on applique un couple de braquage in-dépendant du conducteur sur le volant à l'aide desquels on établit en fonction de l'existence de l'état de conduite instable, un couple de braquage indépendant du conducteur qui tourne le volant dans la 20 25 3o direction dans laquelle un mouvement de braquage conduit à une diminution ou une suppression de l'état de conduite instable, ce mouvement demandant moins d'effort que celui dans la direction contraire. Dessins Des exemples de réalisation seront décrits ci-après plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation ainsi: - la figure 1 montre une courbe caractéristique possible pour modifier le couple complémentaire de braquage en fonction de l'accélération 10 transversale, - la figure 2 montre une caractéristique donnant la relation possible entre l'angle différentiel de braquage atténué et "angle différentiel de braquage, - la figure 3 montre le déroulement du procédé selon l'invention, 15 la figure 4 montre le dispositif selon l'invention. Description d'exemples de réalisation En se basant sur la comparaison entre des signaux de consigne et réel de vitesse de lacet ainsi que l'exploitation d'autres signaux, on peut décrire le mouvement du véhicule autour de l'axe haut à l'aide d'une fonction d'assistance de survirage. Avec l'aide de cette fonction permet de reconnaître un survirage du véhicule lui-même des chaussées ayant des caractéristiques différentes. De plus, à l'aide de l'asservissement électrique du volant pour l'assistance au conducteur on peut superposer au couple de bra- quage prédéterminé par le conducteur ou l'angle de braquage, un angle de volant ou un couple de braquage complémentaire indépendant du conducteur. Le rapport fixe de démultiplication de braquages, pour des manoeuvres de direction avec transmission de couple de direction assurent qu'en plus des modifications de sensation de braquage sensibles pour le conducteur on réalise, à l'aide de couples supplémentaires actifs, également des angles supplémentaires de braquage. Comme dans les manoeuvres de direction avec transmission de couple de direction l'angle complémentaire, respectivement l'angle de braquage différentiel Dô ne peut pas être découplé de l'angle de braquage mais celui-ci doit être converti en premier lieu en un cou- ple de braquage supplémentaire Mzus, qui est transmis au couple de braquage du conducteur par l'actionneur EPS (EPS = Régulation électrique de la puissance). Pour la conversion de l'angle différentiel de braquage en 5 un couple de braquage complémentaire pour une fonction de com- mande on emploie les développements suivantes: 1. Les petits angles différentiels de braquage ne devraient pas être convertis en couples complémentaires de braquage car sinon les plus petits mouvements d'angle de braquage du conducteur conduisent immédiatement à des couples complémentaire de braquage perturbateurs dans le système EPS. Cela peut par exemple s'obtenir à l'aide d'une zone morte. Ainsi, on crée une bande d'angle différentiel de braquage et également une bande d'angle de braquage non sensible pour le conducteur dans laquelle les petites imprécisions dans le braquage du véhicule dans une situation de survirage commençant sont tolérées, sans intervention sur le couple de braquage. 2. Pour des raisons de sécurité le couple complémentaire de braquage obtenu par le système EPS peut être limité pour les gran- des valeurs à une valeur maximale Mzusmax. Des essais, ont donné une valeur maximale comprise entre 5 Nm et 7 Nm. 3. Un couple supplémentaire de braquage Mzus dépendant de l'accélération transversale ay améliore la sensation de direction lors du passage à d'autres coefficients d'adhérence. Par exemple cela peut s'obtenir à l'aide d'une courbe caractéristique qui élève le couple complémentaire de braquage en fonction de l'augmentation des accélérations transversales. Une telle courbe caractéristique est représentée à la figure 1. L'axe des abscisses représente l'accélération transversale ay appliquée au véhicule (en unités m; s2) et en ordonnées un facteur de multiplication MULT. Avec ce facteur de multiplication on multiplie le couple supplémentaire de braquage. 4. Pour lisser le couple complémentaire de braquage on peut établir une valeur moyenne à partir de deux ou plusieurs cycles de cal-35 cul. Ainsi on obtient un couple complémentaire de braquage plus doux, c'est-à-dire plus régulier dans le temps avec un déphasage réduit, c'est-à-dire que l'on obtient un décalage temporel réduit entre l'instant théorique idéal de l'effet et l'effet effective. Lors d'un déphasages trop important, l'effet pourrait méme s'inverser, c'est- à-dire que le système oscillerait de manière instable. 5. Au cas où le conducteur cherche à contrer, au cours d'une phase de dépassement, le couple de braquage supplémentaire, c'est-à-dire incline le volant en sens inverse de manière consciente, ce couple de braquage supplémentaire est diminué ou retiré. Cela doit remédier à une tutelle éventuelle du conducteur. La réaction du conducteur n'est éveillée que pour des situations de contre-braquage connues. Pour cela, on calcule un couple de blocage de conducteur à partir de l'addition des couples supplémentaires de braquage appliqués de manière supplémentaire avec un couple de mains de conducteur mesuré ou déterminé. Le couple de blocage de conducteur, en fonction d'une convention, désigne ses valeurs algébrique de calcul est alors égale à zéro au cas où le conducteur essaye de compenser totalement le couple complémentaire de braquage appliqué. Le couple de mains du conducteur et le cou- ple complémentaire présentent des signes algébrique opposés au cas où le conducteur ne suit pas avec son mouvement de volant la direction de braquage facile prédéterminée. Une valeur seuil inférieure pour le couple de braquage de mains est calculée par la multiplication du couple de braquage complémentaire par un facteur entre 0 et 1. Si l'amplitude du couple de blocage du conducteur est inférieur à la valeur seuil inférieure alors le conducteur bloque le mouvement du couple de volant complémentaire et un compteur compte le nombre de pas de calcul aussi longtemps que dure la réaction de braquage du conducteur. Dans l'autre cas, le compteur décompte. Lorsque l'on atteint un état maximal de comptage autorisé on place un bit de blocage. Cela signifie apparemment que le conducteur braque pendant un intervalle de temps d'une durée prédéterminée toujours contre la di-rection de braquage proposée par le système EPS, c'est-à- dire la plus facile. Au cas où le bit de blocage est placé, le couple de bra- quage complémentaire est multiplié par un coefficient qui pour l'affaiblissement du couple de braquage est inférieur à 1, ou égale à 0 pour supprimer complètement le couple de braquage. La fonction d'assistance de commande de survirage dé- crite, pousse le conducteur à braquer à temps et de manière mesurée. D'autre part, le conducteur, pour maîtriser une amorce de mouvement d lacet du véhicule produite par sa consigne de braquage mais néanmoins non voulue est de sorte que le véhicule reste toujours stable au-tour de l'axe montant. Ainsi, le véhicule reste, même lors de situations ]o de survirage dynamiques, toujours dirigeable et contrôlable. Par la suite, il sera question de la détermination de l'angle différentiel de braquage, respectivement de l'angle de braquage complémentaire. A partir de cet angle de braquage différentiel on dé- termine le couple complémentaire de braquage décrit précédemment. Deux des angles différentiels de braquage déterminés important peu-vent par exemple être atténués par une caractéristique non linéaire, avant qu'ils ne soient convertis en un couple de braquage complémentaire. Ainsi, le conducteur peut suivre avec son mouvement de braquage le couple supplémentaire prédéterminé par le système EPS sans avoir à agir plusieurs fois sur le volant. Le couple complémentaire prédéterminé reste ainsi contrôlable par le conducteur car il est atténué à des valeurs contrôlables. L'utilisation d'une courbe caractéristique non linéaire adaptable permet une application flexible de la sensation de braquage dans les situations de survirage. Une courbe caractéristique non li- néaire suffisante pour cette utilisation peut être réalisée à partir de deux droites comme cela est par exemple représenté à la figure 2. En abscisses figure l'angle de différence de braquage normée non encore atténué. Il s'agit ainsi d'une grandeur normée, c'est-à-dire l'angle différentiel est divisé par l'angle différentiel maximal possible et ainsi on ob- tient des valeurs pour la grandeur normée entré 0 et 1. Dans la direction des ordonnées est reporté l'angle différentiel normé diminué. Il s'agit dans ce cas également d'une grandeur normée par des angles différentiels maximaux possibles. Il est visible à la figure 2 que jusqu'à une valeur de 0.08 il n'y a pas d'atténuation car dans ce cas la gran- Beur de sortie (= angle différentiel de braquage atténuée) représentée aux ordonnées est égale à la grandeur d'entrée représentée aux abscisses. Pour les valeurs d'abscisses qui sont supérieures à 0.08, on a une forte diminution, par exemple la valeur maximale normée d'angle différentiel est atténué à la valeur 1 à la valeur 0.116. L'angle différentiel maximal possible est avant tout dé-pendant de la démultiplication de la transmission de direction. Pour une démultiplication de 16 on a un angle de braquage de correction de survirage transmi de façon linéaire jusqu'à environ 110 . De tels angles plus grands sont limités à un maximum de 110 de sorte que le to conducteur puisse suivre le système EPS sans avoir à changer la place de ses mains sur le volant. En fonction du quotient de la vitesse angulaire de braquage et l'angle de braquage on aura également un renforcement ou une diminution de l'angle différentiel calculé. Dans le cas d'un quotient positif l'angle de braquage différentiel est atténué, dans le cas d'un quotient négatif il est augmenté. Ainsi l'action de la fonction d'assistance de survirage fournit des actions significatives à temps. Cela signifie la chose suivante: si les angles différentiels de braquage et les vitesses angulaires de braquage son de mêmes signes algébriques, c'est- à-dire qu'il y a un quotient positif, alors l'angle différentiel de braquage peut être facilement diminué car les roues dirigées se déplacent déjà dans la bonne direction. Lorsque les signes algébriques sont opposés, c'est-à-dire lorsqu'on a un quotient négatif, l'angle de braquage différentiel (en fonction de la dérivation de vitesse de lacet) peut être aug- menté pour que le mouvement de contre-braquage soit commencé plus rapidement. En outre, le couple de braquage complémentaire est atténué au cas où le conducteur réagissant rapidement a déjà de lui-même contre-braquage dans la bonne direction et rapidement. Comme il n'y a 3o pas de discontinuité dans la courbe de l'angle différentiel de braquage, ces adaptations peuvent être réalisées en continu. Egalement clans le cas de vitesses de braquage plus élevées ou de vitesses angulaire de braquage plus élevées la peut être on peut atténuer ou diminuer l'action de braquage dans le sens de la sta- bilisation. Egalement dans le cas de vitesses d'angle de braquage plus élevées ou une vitesse angulaire de volant élevée, on peut diminuer l'action de braquage de stabilisation. On diminue ainsi l'oscillation du véhicule lors du relâchement de la direction par l'angle différentiel de braquage actif et ainsi on diminue également le couple de braquage. Lors du relâchement du volant, il n'y a pas de consigne donnée par le conducteur. En cas d'une grande différence entre la valeur de consigne et la valeur réelle de vitesse de lacet (c'est-à-dire que le véhicule survire de manière suffisamment forte), cela agit sur l'angle différentiel de braquage ce qui engendrerait un couple de la direction complémentaire apparaîtrait qui pourrait, lors d'un relâchement du braquage, détériorer la situation de conduite. En conséquence il pourrait s'ammorcer une oscillation indésirable ou un état de valeur de consigne de vitesse de lacet apparent se modifiant constamment car celui-ci est une fonction du couple EPS. Au cas où le conducteur relâche la direction pendant la manoeuvre de survirage, la vitesse d'angle de volant peut devenir très élevée, si un couple de braquage complémentaire élevé de stabilisation agit sur le volant. Par la reconnaissance de cet état et la suppression à temps du couple supplémentaire de braquage le conducteur sera confronté a des vitesses de volant maîtrisables de sorte qu'il puisse dans ce cas agir sur la direction sans se blesser. Une possibilité de réalisation consiste à comparer la vitesse d'angle de volant actuelle avec une vitesse limite d'angle de volant inférieur et supérieur. On aura alors une réduction du couple de braquage complémentaire si celui-ci est supérieur à la vitesse limite d'angle de volant inférieur. Si la vitesse d'angle de volant se trouve entre les limites inférieures et supérieures de la vitesse inférieure d'angle de volant, alors l'angle de braquage différentiel calculé jusqu'à présent est multiplié avec un facteur compris notamment entre 0 et 1. Pour des vitesses d'angle de volant dépassant la limite supérieure, le couple supplémentaire de braquage est complètement supprimé. Dans ce cas il peut également être nécessaire d'étendre le facteur à des valeurs négatives pour générer dans le cas extrême, un couple de braquage complémentaire freinant le mouvement du volant. Le déroulement du procédé selon l'invention est présenté à la figure 3. Après le départ du procédé au bloc 300, au bloc 301 on demande si l'axe haut du véhicule se trouve dans un état de conduite instable, en particulier en état de survirage. Si la réponse est non (représenté à la figure 3 par n ) alors on retourne au bloc 300. Si en revanche la réponse est oui (représenté par y à la figure 3), alors dans le bloc on détermine un angle de braquage complémentaire (A6 et à partir de cela on établit au bloc 303 un couple de braquage complémentaire Mzus indépendant du conducteur qui est combiné au )0 conducteur à l'aide d'un couple de mains que le conducteur qu le conducteur applique au volant. La figure 4 représente le dispositif selon l'invention. Le bloc 400 représente les capteur. Ce bloc comprend par exemple un capteur de vitesse de lacet pour déterminer la vitesse de lacet réelle. Les signaux du bloc 400 sont amenés au moyen récepteur 401 dans lequel on détecte un état de conduite instable du véhicule autour de l'axe haut. Au bloc 401 on détermine également le couple de braquage indépendant du conducteur qui amène le volant dans la direction de rotation dans laquelle le mouvement de braquage conduit à une aténuation ou à une élimination de l'état instable de conduite, plus facile que dans la direction inverse. Ce couple de braquage est amené au volant 403 dans les moyens d'actionnement 402. >> REVENDICATIONS 1 ) Procédé pour la stabilisation d'un véhicule selon lequel on détecte la présence d'un état de conduite instable du véhicule (301), caractérisé en ce qu' s en fonction de la présence d'un état de conduite instable on n'applique un couple de volant (Mzus) indépendant du conducteur qui rend plus facile la rotation du volant dans la direction de rotation dans laquelle un mouvement de braquage diminue ou supprime l'état de conduite instable que dans la direction contraire. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'état de conduite instable est un état de survirage. 3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' on reconnaît que l'on est dans un état de conduite de survirage si la déviation entre la vitesse de lacet de consigne et la vitesse réelle de lacet du véhicule dépasse une valeur de seuil prédéterminée. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en fonction de l'existence de l'état de conduite instable on détermine un angle de braquage complémentaire (AS) établi par le conducteur pour le survirage à ajouter à l'angle de braquage complémentaire et en fonction de l'angle de braquage complémentaire (A8), on détermine le couple de braquage (Mzus) indépendant du conducteur. 5 ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que si l'angle de braquage complémentaire (As) déterminé passe sous une valeur de seuil prédéterminée, on ne détermine pas de couple de braquage (Mzus) indépendant du conducteur ou le couple de braquage (Mzus) indépendant du conducteur est ramené à la valeur zéro. 6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couple de braquage (Mzus) est limité à une valeur maximale (Mzusmax). 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couple de braquage (Mzus) indépendant du conducteur dépend en plus de l'accélération transversale (ay). ]o 8 ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le couple de braquage (Mzus) indépendant du conducteur dépend par l'intermédiaire d'une caractéristique, de l'accélération transversale (ay) , la caractéristique présentant au moins une zone dans laquelle une augmentation de l'accélération transversale (ay) entraîne également une augmentation du couple de volant (Mzus) indépendant du conducteur. 9 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couple de braquage indépendant du conducteur est annulé lorsque le conducteur exécute un mouvement de volant dans la direction demandant le plus d'effort et que ce mouvement de volant remplit au moins une condition de suppression prédéfinie. 10 ) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les conditions de suppression comprennent la combinaison du couple de braquage (Mzus) indépendant conducteur et du couple de braquage résultant du couple de volant établi par le conducteur restent en des-sous d'une valeur seuil. 11 ) Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le couple de braquage résultant ne doit pas passer en dessous de la va-leur seuil ne doit pas être dépassée pendant un intervalle de temps d'une durée prédéterminée. 12 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on diminue ou on supprime le couple de braquage (Mzus) indépendant du conducteur si la vitesse angulaire du volant (403) dépasse une va-leur seuil prédéterminée. 13 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'état de conduite instable est un état de conduite instable de l'axe haut du véhicule. 14 ) Dispositif pour la stabilisation d'un véhicule comprenant: des moyens de détection (401) pour détecter l'existence d'un état de conduite instable du véhicule, caractérisé en ce qu' en outre par des moyens d'actionnement (82) on applique un couple de braquage indépendant du conducteur sur le volant (403) à l'aide desquels on établit en fonction de l'existence de l'état de conduite instable, un couple de braquage indépendant du conducteur qui tourne le volant dans la direction dans laquelle un mouvement de braquage conduit à une diminution ou une suppression de l'état de conduite instable, ce mouvement demandant moins d'effort que celui dans la direction contraire.