Brevet FR2921325A1 — publié le 20090327

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé pour réduire le risque de basculement d'un véhicule selon lequel on détermine au moins une grandeur d'état caractérisant la dynamique transversale du véhicule et on l'utilise pour une action stabilisant le véhicule dans le système de direction et dans le système de freinage. Etat de la technique Le document DE 199 18 597 Al décrit un tel procédé selon lequel, on calcule en permanence un coefficient de basculement re- m présentant le risque de basculement; ce coefficient est fondé sur le rapport entre la hauteur du centre de gravité et la largeur de voie du véhicule. Le calcul du coefficient utilise l'accélération transversale ainsi que l'angle de tangage. Si le coefficient de basculement instantané dé-passe une valeur limite, une action de braquage est faite automatique- 15 ment pour stabiliser le véhicule. En plus, en cas de dépassement d'une valeur critique, on peut activer une régulation de la pression des freins pour que l'activation des freins intervienne également de manière active dans la dynamique longitudinale du véhicule. Toutefois, le document DE 199 18 597 Al, ne donne aucune indication quant à l'exécution de 20 l'opération de freinage simultanément à l'action de braquage. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un pro-cédé de réduction du risque de basculement de véhicule avec des moyens simples, permettant une meilleure stabilisation du véhicule. 25 L'invention a également pour but d'éviter un risque d'instabilité du véhicule en cas de forte accélération transversale. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que pour stabiliser le véhicule, on effectue 30 une régulation à plusieurs grandeurs consistant à combiner deux circuits de régulation parmi lesquels le premier circuit de régulation effectue une régulation de la vitesse de lacet ou d'une grandeur d'état correspondante, le second circuit de régulation effectue une régulation de l'accélération transversale ou d'une grandeur d'état correspondante, et le premier et le second circuit de régulation règlent à la fois le système de direction et le système de freinage. Dans le procédé de réduction du risque de basculement d'un véhicule selon l'invention, on détermine au moins une grandeur d'état caractérisant la dynamique transversale du véhicule et on l'utilise pour effectuer une action de stabilisation du véhicule en agissant sur le système de direction et aussi sur le système de freinage. L'action de stabilisation du véhicule se fait par une régulation à plusieurs grandeurs consistant à combiner deux circuits de régulation. Le premier circuit de régulation assure la régulation de la vitesse de lacet ou d'une grandeur d'état correspondant à la vitesse de lacet. Le second circuit de régulation effectue la régulation de l'accélération transversale ou d'une grandeur d'état correspondant à l'accélération transversale. L'invention prévoit également de régler à la fois le système de direction et le système 15 de freinage par le premier circuit de régulation et aussi par le second circuit de régulation. Les actions effectuées avec ce procédé conduisent à la meilleure sécurité de conduite possible pour un confort de conduite optimum et une détérioration minimale du comportement de roulage. 20 Comme selon l'invention, dans les deux circuits de régulation combinés, on utilise à la fois la vitesse de lacet et l'accélération transversale, on évite la mise en oscillation des circuits de régulation qui tendraient à une instabilité. La régulation à plusieurs grandeurs utilisant la vitesse de lacet et l'accélération transversale comme des grandeurs de même 25 niveau, on stabilise le comportement de régulation de l'accélération transversale quel que soit l'état de roulage. Comme le véhicule évite les angles de dérive, extrêmes, grâce à la régulation, pour lesquels les efforts latéraux des pneumatiques sont fortement réduits, on atteint des valeurs d'accélération transversale élevées sans risque pour la stabilité 30 du véhicule. En particulier, le conducteur peut neutraliser des angles de braquage excessifs, occasionnels par des actions sur le système de direction et le système de freinage ou du moins les atténuer et la fonction cible étant à la fois une sécurité de conduite optimale et aussi un 35 confort de conduite optimum, liées à des interventions minimales sur le comportement du véhicule. Dans la mesure où l'on a un système de di-rection actif avec la possibilité de combiner un angle de braquage rajouté, la régulation à plusieurs grandeurs permet des interventions de direction dans le système de direction actif assisté le cas échéant par des actions de freinage supplémentaires, à effet de stabilisation. Le système de direction actif peut être réalisé comme système de direction de l'essieu avant et/ou comme système de direction de l'essieu arrière. Comme les actions de freinage ont une influence plus grande sur le confort de conduite, il peut être avantageux d'améliorer principalement la stabilité de conduite par des actions de direction et de n'utiliser les actions sur le système de freinage que pour l'assistance au cas où la seule action de direction ne permet pas d'atteindre une stabilisation suffisante. On organise de cette manière une hiérarchie dans la mise en oeuvre du système de direction et du système de freinage pour que pendant l'exécution du procédé, le système de direction soit sollicité en permanence et le système de freinage ne le soit que le cas échéant, l'utilisation du système de freinage étant décisif notamment pour un critère caractérisant la stabilité du véhicule, par exemple l'angle de dé-rive. Dans la mesure où cela est nécessaire pour des raisons de stabili- té, on utilise le système de freinage, dans le cas contraire, on n'utilise pas le système de freinage. La répartition de la régulation entre un premier circuit de régulation concernant la vitesse de lacet et un second circuit de régulation concernant l'accélération transversale a en outre l'avantage que le circuit de régulation de la vitesse de lacet permet un gain supplémentaire considérable en stabilité à cause de la rapidité de l'action. De plus, on dispose de degrés de liberté supplémentaires par lesquels on peut augmenter la souplesse du véhicule par un paramétrage approprié des moyens de régulation en plus de l'amélioration de la stabilité de conduite ou tenue de route. Le comportement de conduite peut être adapté aux différentes exigences concernant la sécurité de conduite, le confort de conduite ou la souplesse de conduite. En principe, le procédé s'applique à des véhicules quel que soit leur système de direction. Un système de direction à réglage actif avec la possibilité de prédéfinir un angle de direction, combiné permet des actions de direction qui se répercutent d'une manière particulièrement forte sur la stabilité du véhicule. En principe, il est égale-ment envisageable d'appliquer le procédé de l'invention à un système de direction tel que le système de direction électrique (EPS) qui ne prévoit pas d'angle de braquage combiné. Dans ce cas, on influence le degré de l'assistance au couple de braquage par lequel le système de direction accentue ou atténue le couple de braquage exercé par le conducteur. Comme l'action selon le procédé pour éviter le bascule-ment du véhicule bénéficie de la plus grande priorité, pendant la mise en oeuvre du système de direction et le cas échéant également du système de freinage, les autres actions d'autres systèmes de régulation réalisés dans le véhicule ainsi que le système de direction, le système de freinage et/ou d'autres installations de réglage actives du véhicule sont neutralisées pour éviter toute influence négative sur le procédé de stabi- lisation. Dans le cas d'un système de direction actif, on neutralise avantageusement les paramètres de la démultiplication variable de direction pendant l'action de stabilisation. Au début du procédé de stabilisation selon l'invention, dans les systèmes de direction active, les angles de direction, combinés qui sont actuellement prédéfinis par les autres sys- tèmes de direction sont remis à des valeurs neutres et seuls sont autorisés les angles de direction combinés résultant de l'exécution du procédé de l'invention. A la fin du procédé, on peut de nouveau autoriser les actions des autres systèmes de régulation. Selon un mode de réalisation préférentiel, les deux circuits de régulation assurant la régulation à grandeurs multiples sont fondés sur une grandeur guide commune de la valeur de consigne. Il s'agit d'une valeur limite de l'accélération transversale prédéfinie comme valeur de consigne pour le circuit de régulation concernant l'accéléra- tion transversale et à partir de laquelle selon une relation cinématique, on détermine une valeur de consigne correspondante de la vitesse de lacet. Celle-ci résulte par exemple de la division de la valeur limite de l'accélération de lacet par la vitesse du véhicule. La valeur limite de l'accélération transversale est prise par exemple pour un déplacement en courbe stable et stationnaire. Ce procédé évite qu'un circuit de régulation n'entre en oscillation et améliore ainsi la stabilité. Selon un autre développement avantageux, les grandeurs d'état fournies par les capteurs sont utilisées dans un programme de stabilisation électronique (ESP) appliqué au véhicule. Il s'agit notamment de la vitesse réelle de lacet et de l'accélération transversale réelle. Les données disponibles dans le système (ESP) peuvent être utilisées pour les conditions initiales qui demandent s'il y a un risque de basculement du véhicule ce qui est la condition du démarrage du procédé de l'invention. On évite de cette manière des circuits supplémentaires; bien plus, il suffit d'utiliser les circuits équipant déjà le véhicule. Dans la mesure où le véhicule comporte un châssis actif avec un actionneur réglable, celui-ci peut être utilisé pour la mise en oeuvre du procédé. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre un schéma par blocs de l'architecture d'un sys- tème de régulation pour la mise en oeuvre du procédé, - la figure 2 est un schéma par blocs de l'algorithme de régulation, et - la figure 3 montre un autre schéma par blocs avec une représenta- tion de la condition d'exécution et de l'arrêt du procédé pour réduire le risque de basculement. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre l'architecture d'un système de régulation pour la mise en oeuvre du procédé de régulation à circuits multiples comprenant un premier circuit de régulation influençant la vitesse de lacet et un second circuit de régulation influençant l'accélération transversale. Le bloc 1 schématise le conducteur qui prédéfinit un angle de braquage SF et une pression de freinage PF. A ces consignes du conducteur, on combine des valeurs de combinaison A de l'angle de braquage et Ap de la pression de freinage pour obtenir un angle de braquage global 8 et une pression de freinage globale p. Ces valeurs agis- sent sur le véhicule schématisé par le bloc 2. La condition est celle d'un système de direction à réglage actif permettant de générer un angle de direction combiné. Si le véhicule ne comporte pas un tel système, on peut influencer le couple de braquage par la régulation à la place de l'angle de braquage ou de direction, combiné. Après la commande des actionneurs du système de direction et du système de freinage ainsi que le cas échéant également les actionneurs associés à un châssis actif, on dispose des valeurs actuel-les de la vitesse de lacet yr et de l'accélération transversale ay pour les autres circuits de régulation. Ces valeurs réelles sont en outre appliquées en retour à la présente régulation des grandeurs multiples pour réduire le risque de basculement du véhicule dans un circuit fermé. Pour cela, partant des valeurs actuelles de la vitesse de lacet yr et de l'accélération transversale ay, qui sont disponibles à la sortie du bloc 2, on retranche les valeurs de consigne déterminées dans le bloc 3 faisant 15 partie de l'appareil de régulation de commande exécutant le procédé. En résultat on obtient l'écart de régulation Ayr pour la vitesse de lacet et Aay pour l'accélération transversale; ces écarts sont fournis à un contrôleur 4 faisant également partie de l'appareil de régulation ou de l'appareil de commande. Le contrôleur 4 et le bloc 5 en aval du contrôleur 20 servant d'unité de coordination génèrent les signaux d'actionnement destinés aux actionneurs 6, 7 du système de direction et du système de freinage ainsi que le cas échéant également au châssis actif. Ces actionneurs génèrent les valeurs de combinaison A et Ap qui, comme indiqué ci-dessus, sont combinées aux valeurs SF et 8p prédéfinies par le 25 conducteur. La figure 2 montre schématiquement l'algorithme de régulation pour la mise en oeuvre de la régulation à plusieurs grandeurs. Dans un bloc 8, on calcule les coefficients en fonction des valeurs réel-les reçues correspondant à la vitesse vX du véhicule, à son accélération 30 transversale ay, à la vitesse de lacet yr et le cas échéant à d'autres grandeurs d'état ou paramètres du véhicule. Ces coefficients sont en- suite transmis aux algorithmes de régulation pour la régulation de l'accélération transversale (bloc 10) et la régulation de la vitesse de lacet (bloc 11) dans lesquels, en tenant compte des écarts de régulation Aay et 35 Ayr , on détermine les grandeurs de réglage fournies au bloc de coordi- nation 12 en aval pour répartir les actions de régulation dans le système de direction et dans le système de freinage. Ce bloc de coordination 12 reçoit en outre les consignes actuelles du conducteur par l'intermédiaire du bloc 9. En sortie, les signaux du bloc de coordination 12 sont tout d'abord convertis dans un bloc 13 en aval et sont ensuite appliqués comme valeurs de combinaison A et Ap au système de direction et au système de freinage. Par exemple, à la sortie du bloc 13, on dispose également d'une autre valeur de combinaison Ax destinée par exemple à un châssis actif. La figure 3 est un schéma bloc simple représenté par un seul bloc 14 qui symbolise la condition de l'exécution et de l'arrêt du procédé. En fonction de l'angle de dérive af des roues de l'essieu avant et ar des roues de l'essieu arrière, on décide si le véhicule est dans un état stable ou dans un état instable ou dans un état qui se rapproche de l'état instable. Suivant l'amplitude de l'angle de dérive af, ar, on met en oeuvre ou on arrête le procédé de régulation à grandeurs multiples de stabilisation. Les conditions peuvent être formulées par une organisation hiérarchique des différents systèmes activés ou neutralisés dans le véhicule; par exemple en cas de fort risque de basculement, on met en oeuvre tout d'abord le système de direction et ce n'est que si le risque de basculement continue d'augmenter qu'on active en plus le système de freinage.25 REVENDICATIONS 1 °) Procédé pour réduire le risque de basculement d'un véhicule selon lequel on détermine au moins une grandeur d'état caractérisant la dynamique transversale du véhicule et on l'utilise pour une action stabili- sant le véhicule dans le système de direction et dans le système de freinage, caractérisé en ce que pour stabiliser le véhicule, on effectue une régulation à plusieurs grandeurs consistant à combiner deux circuits de régulation parmi les-quels : le premier circuit de régulation effectue une régulation de la vitesse de lacet (yr) ou d'une grandeur d'état correspondante, et le second circuit de régulation effectue une régulation de l'accélération transversale (av) ou d'une grandeur d'état correspondante, et 15 le premier et le second circuit de régulation règlent à la fois le système de direction et le système de freinage. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 20 les deux circuits de régulation utilisent une grandeur guide commune de valeur de consigne. 3°) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' 25 on prédéfinit une valeur limite d'accélération transversale comme valeur de consigne du circuit de régulation de l'accélération transversale et à partir de la valeur de consigne de l'accélération transversale, on détermine une valeur de consigne de la vitesse de lacet pour le système de régulation de la vitesse de lacet. 30 4°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on utilise les grandeurs d'état fournies par des capteurs dans un pro-gramme de stabilisation électronique (ESP) réalisé dans le véhicule, et 35 notamment la vitesse de lacet (yr) et l'accélération transversale (av).5°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' à l'aide des données disponibles dans le programme de stabilisation électronique (ESP), on effectue des interrogations pour déterminer s'il y a un risque de basculement du véhicule. 6°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant l'exécution du procédé, on sollicite en permanence le système de direction et le cas échéant le système de freinage. 7°) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' à l'aide d'un critère caractérisant la stabilité du véhicule, notamment l'angle de marche en biais (af, ar), on décide si le système de freinage doit être sollicité ou non. 8°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cas échéant, on agit sur un actionneur de châssis. 9°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on sollicite un système de direction à réglage actif (AFS) avec lequel on règle un angle de braquage supplémentaire (As) combiné à l'angle de braquage ((SF) prédéfini par le conducteur. 10°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant que l'on agit sur le système de direction, on neutralise les actions supplémentaires d'autres systèmes de régulation sur le système de direction. 11 °) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' 10on met en oeuvre un système de direction à commande électrique (EPS) pour générer un couple de braquage d'assistance. 12°) Appareil de régulation ou de commande pour la mise en oeuvre du 5 procédé selon les revendications 1 à 11. 13°) Véhicule équipé d'un appareil de régulation ou de commande selon la revendication 12, d'un système de direction et d'un système de freinage. 14°) Véhicule selon la revendication 13 comportant un système de châssis à réglage actif. 15