Brevet FR2907750A1 — publié le 20080502

Procédé et dispositif de contrôle de la trajectoire d'un véhicule à direction active L'invention concerne un procédé et un dispositif de contrôle de la trajectoire d'un véhicule à direction active. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé et un dispositif s'appliquant à un véhicule automobile à direction et freinage électrique dont la technologie, de séparation électrique des organes de commande vers les organes commandés, est généralement appelée "X by Wire". io Une telle technologie autorise des nouvelles prestations sur les véhicules actuels. Cependant l'ajout de plusieurs éléments électroniques et électriques dans l'architecture du véhicule oblige le concepteur d'un tel système à être très rigoureux dans l'énumération des 15 problèmes possibles. Les problèmes les plus graves, comme par exemple, une perte de la fonction de direction, doivent être absolument envisagés et faire l'objet d'une solution. Dans le cas où un ou plusieurs capteurs de braquage de 20 roue sont défectueux, le procédé de contrôle de la trajectoire d'un véhicule à direction active devient incapable de mesurer l'orientation des roues du véhicule. Sur un système équipé d'une technologie "X by Wire", cette situation conduit immanquablement à une perte de la 25 fonction de direction et donc à des évènements indésirables qui peuvent devenir particulièrement graves. Plusieurs solutions ont déjà été proposées pour répondre à cette problématique. Le document EP-B1-1 .388.472 décrit et représente une 30 solution pour pallier une panne d'un actionneur de direction. Dans le cas d'une panne d'un des deux capteurs sur un train de véhicule, la trajectoire est estimée d'après les données relevées par le capteur du même train qui fonctionne. 2907750 2 Plus précisément, le document EP-B1-1 .388.472 décrit un procédé appliqué à un système "Steer by Wire" qui permet de calculer un couple de lacet opposé au couple de lacet enregistré avant la panne de l'actionneur de direction de manière à 5 compenser le couple de lacet afin d'assister le conducteur dans la gestion de la panne. Ce document décrit un procédé pour gérer la transition de passage de deux actionneurs à un actionneur dans le cas où un actionneur est défaillant. io Cependant, ce document ne propose aucune solution dans le cas où ce sont les capteurs de position des actionneurs qui sont défaillants. Or la perte d'un de ces capteurs a les mêmes conséquences que la perte d'un actionneur s'il n'est pas prévu d'autres moyens pour contrôler la trajectoire. 15 D'autre part, cette solution est très difficile à mettre en oeuvre car elle nécessite de prévoir une transition de passage de deux actionneurs par train directeur en compensant par le freinage, ce qui risque de créer des perturbations dans la conduite pouvant être gênantes pour le conducteur. 20 Dans le but de résoudre ces problèmes, la présente invention propose un procédé de contrôle de la trajectoire d'un véhicule à direction active caractérisé en ce qu'il consiste à : - détecter et diagnostiquer l'angle de braquage de roues directrices du véhicule ; 25 - calculer, par régulation de l'angle de braquage des roues, des couples de consigne pour les actionneurs du véhicule ; - vérifier et commuter le calcul des couples de consigne dans un mode dégradé lors d'une défaillance dans l'étape de détection de l'angle de braquage des roues ; et 30 - calculer des consignes de couple aux actionneurs des roues directrices du véhicule d'après le mode dégradé choisi dans l'étape de commutation. Selon d'autres caractéristiques de l'invention 2907750 3 - les couples de consignes des actionneurs de braquage dans le mode dégradé sont calculés à partir d'une estimation/prédiction de la trajectoire du véhicule en fonction de tout paramètre dynamique donnant une indication de trajectoire. 5 - la trajectoire de consigne du véhicule est estimée en fonction de la trajectoire désirée par le conducteur donnée par l'angle d'un organe de direction, comme un volant. - la trajectoire du véhicule est estimée en fonction de la vitesse de lacet du véhicule io - la trajectoire du véhicule est estimée en fonction de l'accélération transversale du véhicule. La présente invention propose aussi un dispositif de contrôle de trajectoire d'un véhicule à direction active caractérisé en ce qu'il comporte : 15 - un moyen pour détecter et diagnostiquer l'angle de braquage de roues directrices du véhicule ; - un moyen pour calculer à partir de la régulation de l'angle de braquage des roues directrices, des couples consignes à appliquer aux actionneurs de braquage de roues; 20 un moyen pour commuter la régulation dans un mode dégradé si une défaillance est détectée par le moyen détection et de diagnostic ; et - un moyen pour calculer des couples de consigne de braquage de roue d'après le mode dégradé choisi par le moyen de 25 commutation. Selon d'autres caractéristiques du dispositif : - le moyen pour détecter et diagnostiquer l'angle de braquage des roues directrices comporte des capteurs d'angle sur chacune des roues directrices qui relèvent l'angle de braquage 30 sur le train ou sur chacune des roues ; - le moyen pour détecter et diagnostiquer l'angle de braquage des roues directrices comporte des moyens pour détecter une défaillance desdits capteurs d'angle ; 2907750 4 - le moyen pour calculer des couples de consigne de braquage de roue comporte des moyens calculer les couples de consignes des actionneurs en utilisant un capteur de dynamique transversale ; 5 - le moyen pour commuter dans un mode dégradé comporte des moyens de transition de manière à changer de mode de contrôle de trajectoire si une défaillance sur un des capteurs d'angle est détectée par le moyen de détection et de diagnostic ; io - le moyen calculer des couples de consigne de braquage de roue comporte des moyens pour estimer/prédire la trajectoire de consigne du véhicule en fonction de la volonté du conducteur exprimée par l'angle de braquage d'un organe de commande, notamment un volant ; et 15 - le moyen pour calculer des couples de consigne de braquage de roue dans le mode dégradé comporte des moyens pour estimer/prédire la trajectoire du véhicule en fonction de la vitesse de lacet du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 20 apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un organigramme du procédé de l'invention selon un mode de réalisation particulier ; 25 - la figure 2 est un schéma bloc d'un exemple de réalisation de dispositif de l'invention. On a représenté à la figure 1 un organigramme d'un procédé de contrôle de la trajectoire d'un véhicule à direction active selon l'invention. 30 Après une étape de début, déclenchée, par exemple, lors la mise en marche du véhicule à direction active, le procédé passe à une étape 30 de détection et de diagnostic des angles de braquage teta_d, teta_g, de roues directrices 24 du véhicule. 2907750 5 L'étape 30 met en oeuvre des moyens pour vérifier si les angles teta_d, teta_g des roues gauche et droite, sont cohérents avec un angle de braquage teta_v d'un organe de direction actionné par le conducteur du véhicule à direction active. 5 Une étape de commutation 32 permet de commuter d'un mode nominal réalisée par une étape 36 à un mode dégradé réalisée par une étape 34. Si aucune défaillance n'est diagnostiquée, le procédé passe à une étape 36 de calcul par régulation de l'angle de io braquage des roues, des couples de consigne pour les actionneurs du véhicule. L'étape 36 de calcul met en oeuvre des moyens pour déterminer des couples de consigne aux actionneurs des roues directrices du véhicule de manière à satisfaire une consigne 15 d'angle teta_v désirée par le conducteur. Toutefois, quand les valeurs teta_d, teta_g, d'angle de braquage mettent en évidence une défaillance, détectée à l'étape de vérification et de diagnostic 30, le procédé passe à l'étape 34 de calcul des consignes de couple aux actionneurs des roues 20 directrices du véhicule d'après le mode dégradé par l'intermé- diaire de l'étape 32 de commutation. En effet, les valeurs d'angle de braquage des roues étant soumises à des erreurs, il devient impossible de réaliser un asservissement de braquage à partir de ces valeurs. 25 L'étape 34 de calcul en mode dégradé met alors en oeuvre des moyens pour estimer/prédire la trajectoire à partir de paramètres relatifs à la dynamique transversale du véhicule, comme l'accélération transversale, la vitesse de lacet ou tout autre paramètre équivalent. 30 Ainsi, il est possible de calculer des consignes de couples aux actionneurs des roues directrices du véhicule de manière à continuer à suivre la volonté du conducteur. 2907750 6 Une fois l'étape de calcul en mode nominal 36 ou en mode dégradé 34 terminée, le procédé retourne au début pour effectuer un nouveau contrôle de trajectoire. On a représenté à la figure 2 un schéma bloc d'un exemple 5 de réalisation d'un dispositif de contrôle de trajectoire d'un véhicule à direction active selon l'invention. De manière connue, un véhicule à direction active comporte des moyens d'asservissement pour commander électriquement l'angle de braquage de roues directrices à partir d'une io consigne de commande émanant d'un organe de direction, comme par exemple un volant actionné par le conducteur. Le dispositif selon l'invention 10 reçoit en entrée la consigne de braquage teta_v d'un organe de commande de braquage, par exemple un volant ou une manette de direction, 15 actionné par un conducteur. La consigne de braquage teta_v correspond à l'angle de braquage de volant qui est actionné par le conducteur. De manière connue, cette consigne de braquage, émanant du conducteur, impose un angle de braquage aux roues directrices 20 24 d'un véhicule à direction active. Il est prévu des moyens pour relever l'angle de braquage des roues directrices 24 et qui sont mis en oeuvre lors de l'étape de vérification et de diagnostic 30 du procédé de l'invention. Ces moyens sont des capteurs d'angle de braquage (non représentés) 25 ou tout autre moyen équivalent. Le dispositif de contrôle 10 de la trajectoire selon l'invention comporte un moyen 12 pour détecter et diagnostiquer l'angle de braquage de roues directrices du véhicule et qui est mis en oeuvre lors des étapes 30 et 32 du procédé de l'invention. 30 Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen 12 reçoit en entrée les valeurs des angles de braquage Teta_d, Teta_g des roues directrices 24 relevées par les capteurs d'angle. Le moyen 12 comporte des moyens pour comparer les valeurs des 2907750 7 angles de braquage à des valeurs délimitant un intervalle donné qui correspond aux valeurs maximum et minimum d'angle de braquage Teta_d, Teta_g des roues 24 pour le véhicule. Si les valeurs des angles de braquage Teta_d, Teta_g 5 mesurées ne sont pas contenues dans l'intervalle des valeurs limites, le moyen 12 signale une anomalie des capteurs d'angle de braquage. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif comporte des moyens pour vérifier si les valeurs d'angle io de braquage teta_d, teta_g mesurées correspondent à des valeurs dites de référence. Les valeurs de référence sont les valeurs d'angle de braquage teta_d, teta_g des roues directrices 24 pour des angles de braquage de volant teta_v donné. Ces valeurs de référence sont stockées dans un moyen inclus dans le 15 moyen 12. Ainsi les valeurs d'angle de braquage teta_d, teta_g mesurées sont comparées aux valeurs d'angle de braquage teta_d, teta_g de référence, stockées en mémoire. Si les valeurs mesurées s'avèrent aberrantes par rapport aux valeurs de 20 référence, le détecteur signale une anomalie et un circuit de régulation en mode dégradé est activé. Le moyen 12 est relié à un moyen de commutation 14 apte à activer soit un premier circuit de calcul des couples consignes à appliquer aux actionneurs de braquage de roues, correspondant à 25 un mode nominal, soit un deuxième circuit de calcul des couples consignes à appliquer aux actionneurs de braquage de roues correspondant à un mode dégradé. Le premier circuit de régulation comporte un moyen 16 pour calculer à partir de la régulation de l'angle de braquage des 30 roues directrices, des couples consignes à appliquer aux actionneurs de braquage de roues 24, mis en oeuvre à l'étape 36 du procédé de l'invention. 2907750 8 Le moyen 16 comporte des moyens pour déterminer des couples de consignes aux actionneurs de braquage des roues directrices 24 de manière à satisfaire l'angle de braquage teta_v d'un organe de direction, comme par exemple, un volant. 5 Le moyen 16 comporte des calculateurs pour calculer des consignes de couples pour chacune des roues directrices 24 prenant en compte les angles de braquage teta_g, teta_d des roues directrices 24. Le moyen 16 permet ainsi d'attribuer des couples de io consignes aux roues directrices 24 en fonction de l'angle de braquage de l'organe direction. Dans le cas où le moyen 12 pour détecter et diagnostiquer l'angle de braquage de roues directrices 24 du véhicule signale une anomalie, notamment une défaillance d'un ou de plusieurs 15 capteurs d'angle de braquage teta_d, teta_g des roues directrices 24, le moyen de commutation 14 active le deuxième circuit de calcul qui est mis en oeuvre à l'étape de 34 du procédé de l'invention. Le deuxième circuit de calcul comporte un moyen 18 pour 20 calculer des couples de consigne de braquage de roue 24 qui met en oeuvre un mode dégradé. Le moyen 18 de calcul en mode dégradé comporte des moyens pour calculer des consignes de couple aux actionneurs des roues directrices du véhicule en fonction de la trajectoire 25 désirée par le conducteur. En mode dégradé, la trajectoire est estimée en fonction d'un paramètre donnant une indication sur la dynamique transversale du véhicule, comme par exemple, la vitesse de lacet du véhicule, son accélération transversale ou tout autre 30 paramètre équivalent. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, on utilise comme paramètre de dynamique transversale, la vitesse de lacet du véhicule. En effet, la vitesse de lacet peut se mesurer 2907750 9 très précisément avec un capteur adapté et d'autre part, elle est facile à relier au rayon de courbure de la trajectoire ce qui simplifie les calculs des consignes de couples aux actionneurs des roues directrices du véhicule. 5 REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle de la trajectoire d'un véhicule à direction active caractérisé en ce qu'il consiste à : - détecter et diagnostiquer (30) l'angle de braquage (teta_d, teta_g) de roues directrices (24) du véhicule ; - calculer (36), par régulation de l'angle de braquage (teta_d, teta_g) des roues (24), des couples de consigne pour les actionneurs du véhicule ; - vérifier et commuter (32) le calcul des couples de io consigne dans un mode dégradé lors d'une défaillance dans l'étape de détection de l'angle de braquage (teta_d, teta_g) des roues ; et - calculer (34) des consignes de couple aux actionneurs des roues directrices du véhicule d'après le mode dégradé choisi 15 dans l'étape de vérification et de commutation (32). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couples de consignes des actionneurs de braquage dans le mode dégradé (34) sont calculés à partir d'une estimation/prédiction de la trajectoire du véhicule en fonction de 20 tout paramètre dynamique donnant une indication de trajectoire. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la trajectoire de consigne du véhicule est estimée en fonction de la trajectoire désirée par le conducteur donnée par l'angle d'un organe de direction, comme un volant. 25 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la trajectoire du véhicule est estimée en fonction de la vitesse de lacet du véhicule ou est estimée en fonction de l'accélération transversale du véhicule. 5. Dispositif de contrôle (10) de trajectoire d'un véhicule à 30 direction active, caractérisé en ce qu'il comporte : - un moyen (12) pour détecter et diagnostiquer l'angle de braquage (teta_d, teta_g) de roues directrices (24) du véhicule ; 2907750 Il - un moyen (16) pour calculer à partir de la régulation de l'angle de braquage (teta_d, teta_g) des roues directrices (24), des couples consignes à appliquer aux actionneurs de braquage de roues (24); 5 - un moyen (14) pour commuter la régulation dans un mode dégradé si une défaillance est détectée par le moyen (12) détection et de diagnostic ; et - un moyen (18) pour calculer des couples de consigne de braquage de roue d'après le mode dégradé choisi par le moyen de io commutation (14). 6. Dispositif (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen (12) pour détecter et diagnostiquer l'angle de braquage (teta_d, teta_g) des roues directrices (24) comporte des capteurs d'angle sur chacune des roues directrices qui relèvent 15 l'angle de braquage sur le train ou sur chacune (teta_d, teta_g) des roues (24). 7. Dispositif (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen (12) pour détecter et diagnostiquer l'angle de braquage (teta_d, teta_g) des roues directrices (24) comporte des 20 moyens pour détecter une défaillance desdits capteurs d'angle. 8. Dispositif (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen (16) pour calculer des couples de consigne de braquage de roue comporte des moyens pour calculer les couples de consignes des actionneurs en utilisant un capteur de 25 dynamique transversale. 9. Dispositif (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen (14) pour commuter dans un mode dégradé comporte des moyens de transition de manière à changer de mode de contrôle de trajectoire si une défaillance sur un des 30 capteurs d'angle est détectée par le moyen (12) de détection et de diagnostic. 10. Dispositif (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen (18) calculer des couples de consigne de 2907750 12 braquage de roue comporte des moyens pour estimer/prédire la trajectoire de consigne du véhicule en fonction de la volonté du conducteur exprimée par l'angle de braquage (teta_v) d'un organe de commande, notamment un volant. 5 11. Dispositif (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen (18) pour calculer des couples de consigne de braquage de roue dans le mode dégradé comporte des moyens pour estimer/prédire la trajectoire du véhicule en fonction de la vitesse de lacet du véhicule.10