Brevet FR2929908A1 — publié le 20091016

DEMANDE DE BREVET B07-4617FR ODE/EHE Société par Actions Simplifiée dite : RENAULT s.a.s. Système et procédé de commande en boucle fermée de l'accélération en pente d'un véhicule à freinage découplé Invention de : Samuel CREGUT Marco MARSILIA Claire OBERTI Système et procédé de commande en boucle fermée de l'accélération en pente d'un véhicule à freinage découplé La présente invention concerne l'asservissement de l'accélération en pente d'un véhicule automobile à freinage découplé. Il existe des systèmes permettant d'appliquer un freinage indépendamment de l'action et de la volonté du conducteur. Ces systèmes ont pour objectif d'améliorer le confort et la sécurité des occupants du véhicule et d'assister le conducteur dans les différentes phases de roulage. Certains de ces systèmes permettent aussi d'assister le conducteur dans les manoeuvres qu'il entreprend sur une pente, afin de rendre son véhicule aussi aisé à manoeuvrer sur des fortes pentes que sur des faibles pentes. En effet, sur une pente, le véhicule est soumis, en dehors de toute action de la part du conducteur, à une accélération due à la pesanteur. Plus la pente est forte, et plus cette accélération due à la pesanteur est importante, amenant une prise de vitesse de plus en plus grande, et obligeant le conducteur à réagir de plus en plus rapidement. Le brevet Renault FR 2 862 930 décrit un procédé de contrôle de l'accélération dans une pente d'un véhicule automobile équipé d'un freinage découplé. Dans ce document, le procédé est basé sur une estimation en boucle ouverte de l'effort de freinage nécessaire à compenser l'accélération due à la pente. Cependant, aucun asservissement de la commande optimisant son fonctionnement n'est indiqué dans ce document. Aussi, l'invention a pour but d'asservir la commande de l'accélération dans une pente d'un véhicule comprenant un système de freinage découplé. L'invention a donc pour objet, selon un aspect, un système de commande de l'accélération d'un véhicule automobile à freinage découplé équipé d'actionneurs de décélération, comprenant des moyens d'estimation de l'accélération due à la pente de la voie sur laquelle le véhicule automobile se déplace, un capteur de position de la pédale de frein, des moyens d'estimations de la force de freinage du moteur, et une unité de commande électronique. Le système comprend avantageusement un capteur de position de la pédale d'accélération, des moyens de traitement aptes à calculer une commande de décélération limitant l'accélération du véhicule comprenant en outre un régulateur en boucle fermée sur une valeur de consigne d'accélération constitué d'un moyen d'activation de la régulation, d'un moyen de désactivation de la régulation, et d'un moyen de correction, et des moyens de commande aptes à appliquer ladite commande de décélération aux actionneurs de décélération. L'accélération du véhicule due à la pente peut ainsi être contrôlée, permettant ainsi au conducteur de mieux contrôler son véhicule quelle que soit la pente sur laquelle le véhicule se déplace. De préférence, le régulateur comprend un moyen de comparaison apte à déterminer l'écart entre la valeur de consigne d'accélération et une valeur d'accélération estimée issue de la rétroaction du régulateur, la dite accélération estimée correspondant au paramètre de commande du régulateur. L'écart calculé par ledit moyen de comparaison est par exemple introduit dans le moyen de correction recevant également en entrée la masse du véhicule, un signal de désactivation du régulateur, et un signal d'activation du régulateur, et délivrant une valeur d'un effort de freinage de rétroaction nécessaire pour atteindre la valeur de consigne d'accélération. Par exemple, le système reçoit en entrée des paramètres de réglages tels qu'une valeur de seuil d'accélération due à la pente à partir de laquelle la fonction s'active, une pulsation de coupure de la régulation, et la valeur de consigne d'accélération du véhicule. Selon une autre caractéristique de l'invention, le régulateur comprend également des moyens d'activation du régulateur recevant en entrée la valeur de l'estimation de l'accélération due à la pente, la valeur de seuil d'accélération due à la pente, le signal du capteur de position de la pédale de frein, et le signal du capteur de position de la pédale d'accélération. Le système comprend préférentiellement un moyen de régulation en boucle ouverte estimant la valeur d'un effort de freinage de proaction nécessaire pour atteindre la valeur de consigne d'accélération compte tenue de la valeur estimée de l'accélération due à la pente et de la force de freinage du frein moteur. Selon encore une autre caractéristique, le régulateur comprend un moyen de réaction positive apte à combiner l'effort de freinage de proaction nécessaire pour atteindre la valeur de consigne d'accélération issu du moyen de régulation en boucle ouverte à l'effort de freinage de rétroaction nécessaire pour atteindre la valeur de consigne d'accélération issu du moyen de correction, pour calculer la force de freinage totale nécessaire pour atteindre la valeur de la consigne d'accélération du véhicule, et en déterminer la valeur de l'accélération estimée issue de la rétroaction du régulateur. L'information liée à l'effort de freinage de proaction nécessaire pour atteindre la valeur de consigne d'accélération issue du moyen de régulation en boucle ouverte est ainsi injectée en réaction positive dans le régulateur fonctionnant en boucle fermée. Si l'on ne dispose pas d'une estimation de la pente, paramètre nécessaire à l'estimation de l'effort de freinage de proaction par le moyen de régulation en boucle ouverte, l'invention reste tout de même réalisable. En effet, le régulateur qui n'utilise pas cette information, permet toujours d'atteindre la consigne d'accélération souhaitée grâce à l'effort de freinage de rétroaction fourni par le moyen de correction du régulateur. L'effort de freinage de proaction déterminé par le moyen de régulation en boucle ouverte est ajouté en réaction positive à l'effort de freinage de rétroaction, et permet d'optimiser la régulation en boucle fermée en exploitant une information supplémentaire. Le régulateur peut comprendre par ailleurs un moyen de désactivation du régulateur recevant en entrée la force de freinage totale et l'écart entre la valeur de la consigne d'accélération et la valeur de l'accélération estimée issu du moyen de comparaison. Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de commande de l'accélération d'un véhicule automobile à freinage découplé, dans lequel on estime l'accélération due à la pente de la voie sur laquelle se trouve le véhicule automobile, on estime la force de freinage nécessaire pour atteindre l'accélération de consigne compte tenu de la valeur estimée de l'accélération due à la pente et de la force de freinage due au moteur, caractérisé en ce que l'on régule l'accélération en boucle fermée sur la valeur de consigne d'accélération. De préférence, la régulation de l'accélération du véhicule est activée automatiquement si l'accélération estimée du véhicule dépasse la valeur de consigne d'accélération, quel que soit la valeur de l'effort de freinage estimé en boucle ouverte. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention nullement limitatif, et des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 décrit un schéma général d'un système selon un aspect de l'invention ; - la figure 2 illustre les moyens de traitement d'un système selon l'invention. Sur la figure 1, on a représenté un schéma général de l'invention. Le véhicule 1 comprend un système de freinage pilotable permettant d'appliquer un couple de freinage indépendamment sur chaque roue 2 au moyen des actionneurs de frein 3. Le système comprend en outre une unité de commande électronique ou UCE 4, connectée à un capteur de position 5 de la pédale de frein et à un capteur de position 6 de la pédale d'accélérateur via les connexions respectives 7 et 8, ainsi qu'à des moyens 9 d'estimation de la force de freinage du moteur via une connexion 10. Chaque actionneur de frein 3 est connecté à l'unité de commande électronique 4 par une connexion 11. L'unité de commande électronique contient des moyens 12 de traitement aptes à calculer une commande de décélération limitant l'accélération du véhicule 1 comprenant en outre un régulateur 13 en boucle fermée sur une valeur de consigne d'accélération et un moyen 14 de régulation en boucle ouverte estimant la valeur d'un effort de freinage de proaction. L'unité de commande électronique 4 contient également des moyens 15 de commande aptes à appliquer ladite commande de décélération aux actionneurs de décélération. Le système comprend également des moyens 16 d'estimation de l'accélération due à la pente de la voie sur laquelle le véhicule 1 se déplace, connectés à l'unité de commande électronique 4 via une connexion 17. La figure 2 illustre le fonctionnement des moyens 12 de traitements d'un système selon l'invention. Les moyens 12 de traitement comprennent en outre un régulateur 13 en boucle fermée et un moyen 14 de régulation en boucle ouverte estimant la valeur d'un effort de freinage de proaction Fp nécessaire pour atteindre la valeur de consigne d'accélération compte tenue de la valeur estimée de l'accélération due à la pente Ac_pente et de la force de freinage du frein moteur Fm. Le régulateur comprend un moyen 18 de comparaison apte à déterminer l'écart c entre la valeur de consigne d'accélération Ac cons, paramètre d'entrée de la régulation transmise au régulateur via une connexion 19, et la valeur d'accélération estimée Ac est issue de la rétroaction du régulateur 13 transmise au moyen 18 de comparaison via une connexion 20. Le régulateur comprend également des moyens 21 d'activation du régulateur 13 qui reçoivent en entrée une valeur estimée de l'accélération due à la pente Ac_pente sur laquelle se déplace le véhicule 1 via une connexion 22, le signal du capteur de position 5 de la pédale de frein Ped_Frein via une connexion 24 indiquant si la pédale de frein est appuyée, le signal du capteur de position 6 de la pédale d'accélérateur Ped_Acc via une connexion 23 indiquant si la pédale d'accélérateur est appuyée, et une valeur de seuil d'accélération due à la pente Seuil à partir de laquelle la fonction s'active via une connexion 25. Un signal booléen Activ de sortie d'activation non nul est généré par les moyens 21 d'activation lorsque, par exemple, la valeur estimée de l'accélération due à la pente Ac pente sur laquelle se déplace le véhicule est supérieure à la valeur de seuil d'accélération due à la pente Seuil et que le conducteur n'appuie ni sur la pédale d'accélération, ni sur la pédale de frein, sinon le signal Activ généré par les moyens 21 d'activation est nul, empêchant le fonctionnement du régulateur 13. Des moyens 26 de désactivation du régulateur 13 reçoivent en entrée, via une connexion 27, l'écart c entre la valeur de consigne d'accélération Ac cons et la valeur d'accélération estimée Ac est issue de la rétroaction du régulateur 13, et la valeur de la force de freinage totale Ft via une connexion 28. Un signal booléen Désactiv de désactivation non nul est obtenu lorsque la valeur d'accélération estimée Ac_est issue de la rétroaction du régulateur 13 est inférieure à la valeur de consigne d'accélération Accons et que la force de freinage totale Ft est négative ou nulle. En effet, dans ce cas le régulateur 13 commanderait une valeur négative de force de freinage totale Ft, c'est-à-dire une force motrice, non réalisable par des actionneurs de freinage. Ce signal Désactiv non nul entraîne alors l'arrêt de fonctionnement du régulateur 13. D'autre part, si la valeur d'accélération estimée Ac_est issue de la rétroaction du régulateur 13 est supérieure à la valeur de consigne d'accélération Accons, le signal de désactivation Désactiv est nul, permettant ainsi l'activation automatique du régulateur 13 quel que soit la valeur de l'effort de freinage de proaction Fp estimé par le moyen 14 de régulation en boucle ouverte. Le signal de désactivation Désactiv est transmis par une connexion 29, à un moyen de correction 30 qui reçoit également en entrée le signal d'activation Activ via une connexion 31, l'écart c entre la valeur de consigne d'accélération Accons et la valeur d'accélération estimée Ac_est issue de la rétroaction du régulateur 13 via une connexion 32, une pulsation de coupure du régulateur Puis via une connexion 33, ainsi que la valeur de la masse M du véhicule via une connexion 34. A partir de la valeur de ces signaux, ledit moyen de correction 30 détermine une valeur d'effort de freinage de rétroaction Fr. La valeur de l'effort de freinage de rétroaction Fr est obtenue en réalisant le produit de l'opposé de la valeur de la pulsation de coupure Puis du régulateur 13 par la masse M du véhicule et par l'intégral sur le temps de l'écart c entre la valeur de consigne d'accélération Accons et la valeur d'accélération estimée Ac est issue de la rétroaction du régulateur 13 : Fr = ùPuls M • f e (t)dt L'intégration de l'écart c est toujours réalisée, sauf lorsque le signal Activ issu des moyens 21 d'activation est nul ou lorsque le signal Désactiv issu des moyens 26 de désactivation est non nul. Le moyen 14 de régulation en boucle ouverte reçoit en entrée la valeur d'accélération de consigne Accons via une connexion 35, la valeur estimée de l'accélération due à la pente Ac_pente sur laquelle se déplace le véhicule via une connexion 36, et la valeur de la force de freinage du moteur Fm via une connexion 37. A partir de la valeur de ces trois signaux, le moyen 14 de régulation en boucle ouverte estime une valeur de l'effort de freinage de proaction Fp qui est une estimation de la force de freinage nécessaire pour atteindre la valeur de l'accélération de consigne Accons compte tenu de la valeur estimée de l'accélération due à la pente Ac_pente et de la force de freinage du moteur Fm. La valeur de l'effort de freinage de proaction Fp est obtenue en calculant la différence entre le produit de la différence entre l'accélération due à la pente Ac_pente et l'accélération de consigne Accons par la masse M du véhicule, et la force de frein moteur Fm : Fp=[(AcpenteùAc cons)•M]ùFm Si la valeur estimée de la pente Ac_pente n'est pas fiable, ou si l'on ne dispose pas de cette information, le système reste tout de même viable. En effet, même si la valeur de l'effort de freinage de proaction Fp est nulle, le régulateur 13 en boucle fermée fournie toujours une valeur de l'effort de rétroaction Fr permettant d'atteindre la valeur de l'accélération de consigne Accons. L'effort de freinage de proaction Fp estimée par le moyen 14 de régulation en boucle ouverte permet d'optimiser l'asservissement réalisé sur la commande de décélération en exploitant une information supplémentaire telle que l'estimation de l'accélération due à la pente sur laquelle le véhicule 1 se déplace, si cette information est disponible. Un moyen 38 de réaction positive combine alors la valeur de l'effort de freinage de proaction Fp issu du moyen 14 de régulation en boucle ouverte et transmis via une connexion 39, à la valeur de l'effort de freinage de rétroaction Fr issu du moyen de correction et transmis via une connexion 40. La force de freinage totale Ft résultant de ladite combinaison est transmise via une connexion 41 à un moyen 42 de saturation à zéro. La valeur résultant du bloc 42 de saturation à zéro est ensuite transmise, via une connexion 43, à un moyen 44 d'estimation de l'accélération recevant également en entrée la masse du véhicule via une connexion 45 et délivrant la valeur de l'accélération estimée Ac est. La valeur de l'accélération estimée Ac est est ainsi transmise via une connexion 46 pour commander le système. Le système de commande de l'accélération d'un véhicule automobile à freinage découplé équipé d'actionneurs de décélération décrit comprend trois paramètres de réglage sur lesquels l'utilisateur peut agir afin d'ajuster la commande. Ces paramètres sont la valeur de l'accélération de consigne Accons, la valeur de seuil d'accélération due à la pente Seuil à partir de laquelle la fonction s'active, et la pulsation de coupure Puis du régulateur 13 qui doit rester inférieure à la dynamique d'estimation de l'accélération et à la dynamique de réalisation de la consigne de freinage. REVENDICATIONS1. Système de commande de l'accélération d'un véhicule automobile (1) à freinage découplé équipé d'actionneurs de décélération, comprenant des moyens (16) d'estimation de l'accélération due à la pente de la voie sur laquelle le véhicule automobile (1) se déplace, un capteur de position (5) de la pédale de frein, des moyens (9) d'estimation de la force de freinage du moteur, et une unité de commande électronique (4) , caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de position (6) de la pédale d'accélération, des moyens (12) de traitement aptes à calculer une commande de décélération limitant l'accélération du véhicule comprenant en outre un régulateur (13) en boucle fermée sur une valeur de consigne d'accélération constitué d'un moyen d'activation de la régulation, d'un moyen de désactivation de la régulation, et d'un moyen de correction, et des moyens (15) de commande aptes à appliquer ladite commande de décélération aux actionneurs de décélération. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel le régulateur (13) comprend un moyen de comparaison apte à déterminer l'écart entre la valeur de consigne d'accélération et une valeur d'accélération estimée issue de la rétroaction du régulateur, la dite accélération estimée correspondant au paramètre de commande du régulateur. 3. Système selon la revendication 2, dans lequel l'écart calculé par ledit moyen de comparaison est introduit dans le moyen de correction recevant également en entrée la masse du véhicule, un signal de désactivation du régulateur (13), et un signal d'activation du régulateur (13), et délivrant une valeur d'effort de freinage de rétroaction nécessaire pour atteindre la valeur de consigne d'accélération. 11 4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il reçoit en entrée des paramètres de réglages tels qu'une valeur de seuil d'accélération due à la pente à partir de laquelle la fonction s'active, une pulsation de coupure de la régulation, et la valeur de consigne d'accélération du véhicule. 5. Système selon la revendication 4, dans lequel le régulateur (13) comprend des moyens d'activation du régulateur recevant en entrée la valeur de l'estimation de l'accélération due à la pente, la valeur de seuil d'accélération due à la pente, le signal du capteur de position (5) de la pédale de frein, et le signal du capteur de position (6) de la pédale de d'accélération. 6. Système selon la revendication 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen (14) de régulation en boucle ouverte estimant la valeur d'un effort de freinage de proaction nécessaire pour atteindre la valeur de consigne d'accélération compte tenue de la valeur estimée de l'accélération due à la pente et de la force de freinage du frein moteur. 7. Système selon la revendication 6, dans lequel le régulateur (13) comprend un moyen de réaction positive apte à combiner l'effort de freinage de proaction nécessaire pour atteindre la valeur de consigne d'accélération issu du moyen (14) de régulation en boucle ouverte à l'effort de freinage de rétroaction nécessaire pour atteindre la valeur de consigne d'accélération issu du moyen de correction, pour calculer la force de freinage totale nécessaire pour atteindre la valeur de la consigne d'accélération du véhicule, et en déterminer la valeur de l'accélération estimée issue de la rétroaction du régulateur. 8. Système selon la revendication 7, dans lequel le régulateur (13) comprend un moyen de désactivation du régulateur recevant en entrée la force de freinage totale et l'écart entre la valeur de la consigne 12 d'accélération et la valeur de l'accélération estimée issu du moyen de comparaison. 9. Procédé de commande de l'accélération d'un véhicule automobile (1) à freinage découplé, dans lequel on estime l'accélération due à la pente de la voie sur laquelle se trouve le véhicule automobile, on estime la force de freinage nécessaire pour atteindre l'accélération de consigne compte tenu de la valeur estimée de l'accélération due à la pente et de la force de freinage due au moteur, caractérisé en ce que l'on régule l'accélération en boucle fermée sur la valeur de consigne d'accélération. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel la régulation de l'accélération du véhicule est activée automatiquement si l'accélération estimée du véhicule dépasse la valeur de consigne d'accélération, quel que soit la valeur de l'effort de freinage estimé en boucle ouverte.