Domaine de l'inventionField of the invention
La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'assistance du conducteur d'un véhicule dans des situations limites de dynamique de roulage. The present invention relates to a method and a device for assisting the driver of a vehicle in limiting situations of driving dynamics.
Etat de la technique Les régulations de dynamique de roulage comme par exemple les systèmes EPS (programme de stabilisation électronique) améliorent le contrôle des véhicules dans des situations en limite comme par exemple en cas de survirage dans un trajet en courbe. L'expression régulation de la dynamique de roulage concerne ci-après tous les systèmes qui grâce à la commande d'un actionneur interviennent activement dans la conduite d'un véhicule. Il s'agit notamment des systèmes tels que le système ABS (système anti blocage), le système ASR (système de régulation antipatinage), les systèmes ESP, AFS (direction avant active) ou EAS (direction électronique active). Les régulations connues de la dynamique de roulage ou de conduite utilisent notamment des opérations de freinage, de gestion de moteur et un actionneur de direction ou de volant comme organe d'actionnement pour la régulation. State of the art Rolling dynamics regulations such as EPS systems (electronic stabilization program) improve the control of vehicles in limit situations such as for example in case of oversteer in a curve path. The expression "regulation of the driving dynamics" relates hereafter to all the systems which, thanks to the control of an actuator, are actively involved in driving a vehicle. These include systems such as ABS (Anti-lock System), ASR (Traction Control System), ESP, AFS (Forward Active) or EAS (Active Electronic Steering). The known regulations of the driving or driving dynamics notably use brake operations, engine management and a steering or steering actuator as an actuating element for regulation.
Dans un système de régulation de la dynamique de roulage ESP, le patinage de roue appliqué à une roue détermine par exemple la grandeur de régulation. Le patinage de roue est régulé de façon que le véhicule présente un comportement de roulage adapté aussi précisément que possible au souhait du conducteur (trajet en courbe, accélération, freinage, etc...) sans perte de contrôle. Le système de régulation de la dynamique de roulage détermine à cet effet une vitesse de lacet, réelle (habituellement à l'aide d'un capteur de vitesse de lacet) et calcule une vitesse de lacet de consigne dépendant des consignes du conducteur. A partir de la déviation de régulation, on calcule finalement un couple de lacet nécessaire pour asservir les grandeurs d'état réelles sur les grandeurs d'état de consigne. Le couple de lacet requis est alors converti par exemple en signaux de commande appliqués au système de freinage ou à un actionneur de direction pour influencer le volant. In a system for regulating the driving dynamics ESP, the wheel slip applied to a wheel determines, for example, the regulation quantity. The wheel slip is regulated so that the vehicle has a rolling behavior adapted as accurately as possible to the driver's wish (curve path, acceleration, braking, etc ...) without loss of control. The driving dynamics control system for this purpose determines a real yaw rate (usually using a yaw rate sensor) and calculates a set yaw rate depending on the driver's instructions. From the control deviation, a yaw torque is finally calculated that is necessary to slave the actual state variables to the set state variables. The required yaw torque is then converted, for example, into control signals applied to the braking system or to a steering actuator to influence the steering wheel.
Dans une situation de conduite critique, par son compor- tement erroné, comme par exemple un trop fort freinage ou un trop fort braquage du volant le conducteur risque de détériorer rapidement la si- tuation. Si dans de telles situations limites le conducteur réagit mal il ris- que de ne plus pouvoir contrôler le véhicule ou du moins d'allonger le temps nécessaire à la stabilisation par rapport à ce qui était initialement nécessaire. In a situation of critical driving, by its misbehavior, such as too much braking or too much turning of the steering wheel, the driver may quickly deteriorate the situation. If in such situations the driver reacts badly, he may no longer be able to control the vehicle or at least extend the time necessary for stabilization from what was initially necessary.
Buts de l'invention La présente a ainsi pour but de développer un procédé et 5 un dispositif de régulation de la dynamique de roulage permettant de sta- biliser d'une manière aussi rapide et confortable que possible le véhicule. OBJECTS OF THE INVENTION It is therefore the object of the present invention to develop a method and a device for regulating driving dynamics which makes it possible to stabilize the vehicle as quickly and comfortably as possible.
Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que dans une situation critique de dynamique de roulage, on exerce un couple sur le volant indiquant au conducteur la di-rection dans laquelle il doit braquer pour stabiliser de nouveau le véhicule. DESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION To this end the invention relates to a method of the type defined above, characterized in that in a critical situation of driving dynamics, a torque is exerted on the steering wheel indicating to the driver the direction in which it must steer to stabilize the vehicle again.
Selon l'invention également, le dispositif du type défini comprend des capteurs pour détecter une situation limite de dynamique de roulage, et un actionneur pour appliquer un couple sur le volant dans une situation limite de dynamique de roulage. According to the invention also, the device of the defined type comprises sensors for detecting a limit situation of driving dynamics, and an actuator for applying a torque on the steering wheel in a limit situation of driving dynamics.
Une caractéristique importante de l'invention consiste à indiquer au conducteur dans une situation de conduite critique comme par exemple en cas de survirage du véhicule, de se comporter correctement. An important feature of the invention is to indicate to the driver in a critical driving situation such as for example in case of oversteer of the vehicle, to behave properly.
Pour cela, selon l'invention on exerce un couple sur le volant (dans la di-rection dans laquelle le véhicule se stabilise) indiquant au conducteur la direction dans laquelle il doit braquer pour résorber aussi rapidement que possible le véhicule qui commence à déraper ou à survirer. Le couple de direction ou de braquage est appliqué de préférence si la déviation de ré- gulation de la vitesse de lacet dépasse un seuil prédéfini. Au choix on pourrait également appliquer le couple de braquage (le couple de direction) lorsqu'une autre condition est remplie qui indiquerait une situation de conduite critique comme par exemple une vitesse de braquage trop élevée le cas échéant en combinaison avec une accélération transversale élevée 3o pour le véhicule. Le conducteur perçoit alors un couple de direction exercé sur le volant qui lui indique la direction clans laquelle il doit braquer pour stabiliser le véhicule. For this, according to the invention is exerted a torque on the steering wheel (in the di-rection in which the vehicle is stabilized) indicating the driver the direction in which it must steer to resorb as quickly as possible the vehicle that begins to skid or to survive. The steering or steering torque is preferably applied if the steering deviation of the yaw rate exceeds a predefined threshold. Alternatively, the steering torque (the steering torque) could also be applied when another condition is met which would indicate a critical driving situation such as, for example, a steering speed that is too high, if necessary in combination with a high transverse acceleration. for the vehicle. The driver then perceives a steering torque exerted on the steering wheel which indicates the direction in which it must steer to stabilize the vehicle.
L'application du couple de direction a l'avantage que dans de nombreux cas, le véhicule peut être stabilisé par la seule action sur le volant ou la réaction consécutive du conducteur sans nécessiter d'intervention de stabilisation supplémentaire exercée par un autre sys- tème comme par exemple le système ESP. Une intervention de stabilisa- tion supplémentaire comme par exemple une action sur les freins n'est exécutée que si cela est indispensable. on améliore ainsi le confort et la souplesse du véhicule ce qui est également avantageux pour le plaisir de conduite. The application of the steering torque has the advantage that in many cases the vehicle can be stabilized by the action on the steering wheel alone or the consecutive reaction of the driver without the need for additional stabilization intervention by another system. as for example the ESP system. An additional stabilizing intervention such as an action on the brakes is only performed if this is essential. this improves the comfort and flexibility of the vehicle which is also advantageous for driving pleasure.
Pour éviter que le contre braquage exécuté par le conduc- teur ne soit interprété par le système de régulation de la dynamique de roulage comme un nouveau choix de direction, il est proposé selon l'invention de maintenir le souhait du conducteur c'est-à-dire la vitesse de lacet de consigne cly.s/dt sur une valeur fixe (c'est-à-dire de bloquer quasiment la vitesse de lacet de consigne) jusqu'à ce qu'un critère de sta- bilité soit satisfait, pour calculer à partir de là un couple de compensation et après avoir atteint le critère de stabilité, actualiser la vitesse de lacet de consigne selon le souhait du conducteur (angle du volant). Le critère de stabilité évoqué peut consister par exemple à ce que la déviation de régulation de la vitesse de lacet passe en dessous d'un seuil prédéfini ou que le gradient de la vitesse de lacet réelle passe en dessous d'un seuil prédéterminé. In order to prevent the counter steering performed by the driver from being interpreted by the control system of the driving dynamics as a new choice of direction, it is proposed according to the invention to maintain the driver's desire that is say the set yaw rate cly.s / dt to a fixed value (i.e. almost to lock the set yaw rate) until a stability criterion is satisfied, in order to calculate a compensating torque from this point and, once the stability criterion has been reached, update the set yaw rate according to the driver's wish (steering wheel angle). The stability criterion evoked may consist, for example, in that the regulation deviation of the yaw rate falls below a predefined threshold or that the gradient of the actual yaw rate falls below a predetermined threshold.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, on utilise la ligne de direction dans une première phase de la régulation pour saisir le souhait du conducteur. Dans cette phase, aucun couple de direc- 2o tion supplémentaire n'est exclu. Lorsqu'une situation critique de conduite se produit ce qui peut être apprécié par exemple à partir de la déviation de régulation de la vitesse de lacet (en exploitant la composante P (composante proportionnelle), I (composante intégrale) ou la composante D (composante différentielle)), alors le système passe dans une seconde phase 2.5 dans laquelle la ligne de direction n'est plus utilisée pour déterminer le souhait du conducteur mais pour appliquer un couple de direction pour stabiliser. La vitesse de lacet de consigne reste bloquée dans cette phase. Cela peut également être appelé utilisation dual de la ligne de direction car dans la première phase on détermine le souhait du conducteur à par- tir de la position du volant ce qui ne peut plus se faire dans la seconde phase car alors des couples supplémentaires agissent sur le volant, couples qui ne proviennent pas du conducteur et ne représentent aucune demande du conducteur. According to a preferred embodiment of the invention, the steering line is used in a first phase of the regulation to capture the wish of the driver. In this phase, no additional steering torque is excluded. When a critical driving situation occurs which can be appreciated for example from the deviation of regulation of the yaw rate (by exploiting the component P (proportional component), I (integral component) or the component D (component differential)), then the system goes into a second phase 2.5 in which the steering line is no longer used to determine the driver's wish but to apply a steering torque to stabilize. The set yaw rate remains locked in this phase. This can also be called dual use of the steering line because in the first phase the driver's wish is determined from the position of the steering wheel, which can no longer be done in the second phase because then additional torques act on the steering wheel. the steering wheel, couples that do not come from the driver and do not represent any driver request.
Le couple de direction peut être exercé par exemple à l'aide 3.5 d'une installation d'asservissement comme par exemple un servomoteur ou à l'aide d'un autre actionneur de direction comme par exemple un moteur électrique. En principe tout type d'actionneur peut s'utiliser pour exercer un couple sur le volant. The steering torque can be exerted for example using 3.5 a servo installation such as a servomotor or with the aid of another steering actuator such as an electric motor. In principle any type of actuator can be used to exert a torque on the steering wheel.
Les installations d'asservissement connues sont habituellement conçues pour assister le conducteur pour les manoeuvres de direction. Dans une situation limite de la dynamique de roulage, le couple d'assistance peut par exemple être conçu pour pousser le conducteur à contre-braquer. Au choix on peut également utiliser un actionneur de di-rection comme par exemple un moteur hydraulique ou électrique pour exercer un couple de braquage et indiquer le comportement de direction correct au conducteur. Known servo installations are usually designed to assist the driver in steering maneuvers. In a limit situation of the driving dynamics, the assisting torque can for example be designed to push the driver counter-steering. Alternatively one can use a di-rection actuator such as a hydraulic or electric motor to exert a steering torque and indicate the correct steering behavior to the driver.
Le couple de direction exercé par l'actionneur est dimensionné de préférence pour qu'il puisse être dépassé par une manoeuvre du conducteur. En particulier le couple de direction n'est pas suffisamment fort pour que le volant glisse des mains du conducteur. Cela a l'avantage que le conducteur conserve toujours le contrôle de l'opération de braquage et puisse déterminer la direction. The steering torque exerted by the actuator is preferably dimensioned so that it can be overtaken by a maneuver of the driver. In particular the steering torque is not strong enough for the steering wheel to slip from the driver's hands. This has the advantage that the driver always retains control of the steering operation and can determine the direction.
Le contre couple exercé par l'actionneur de direction ou actionneur de guidage est de nouveau diminué de préférence si le véhicule commence à se stabiliser. Un critère de stabilisation est par exemple le gradient de la vitesse réelle de lacet qui diminue de nouveau. Le couple de direction est alors de préférence diminué si le gradient passe en dessous d'un seuil prédéfini pour la vitesse de lacet. The counter torque exerted by the steering actuator or guiding actuator is again decreased preferably if the vehicle begins to stabilize. A stabilization criterion is, for example, the gradient of the actual yaw rate which decreases again. The steering torque is then preferably decreased if the gradient falls below a predefined threshold for the yaw rate.
Si la vitesse de lacet réelle augmente par rapport à la vitesse de lacet de consigne après une première action sur le volant, c'est-à-dire si le véhicule a de nouveau tendance à faire perdre le contrôle, on exécute de préférence une autre action sur le couple. Le couple de direction est de préférence appliqué à nouveau si la déviation entre la vitesse réelle et la vitesse de consigne est supérieure à un seuil prédéfini et si le gradient de la vitesse de lacet réelle dépasse un seuil prédéfini. Ainsi on peut égale-ment perdre le contrôle du véhicule si le 'véhicule quitte le contrôle et si le dernier état instable revient rapidement. If the actual yaw rate increases with respect to the set yaw rate after a first action on the steering wheel, i.e., if the vehicle again has a tendency to lose control, preferably another action on the couple. The steering torque is preferably applied again if the deviation between the actual speed and the target speed is greater than a predefined threshold and if the actual yaw rate gradient exceeds a predefined threshold. Thus one can also lose control of the vehicle if the vehicle leaves the control and if the last unstable state returns quickly.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'amplitude du couple de direction réglée est une fonction de la vitesse de rotation de consigne, de la déviation de régulation et de sa dérivée. La hauteur du couple de braquage ou du couple de direction peut mieux s'adapter à chaque situation de conduite. According to a preferred embodiment of the invention, the amplitude of the set steering torque is a function of the set rotation speed, the regulation deviation and its derivative. The height of the steering torque or the steering torque can be better adapted to each driving situation.
Une régulation de la dynamique de roulage pour améliorer la stabilité dynamique transversale d'un véhicule comprend un capteur de vitesse de lacet pour déterminer la vitesse de lacet réelle, un appareil de commande avec un algorithme pour calculer une vitesse de lacet de consi- gne sur la base du souhait du conducteur ainsi qu'un actionneur de di- rection commandé par l'appareil de commande pour appliquer un couple à la direction si le véhicule se trouve dans une situation limite de la dynamique de roulage. A regulation of the driving dynamics to improve the transverse dynamic stability of a vehicle includes a yaw rate sensor for determining the actual yaw rate, a control apparatus with an algorithm for calculating a yaw rate on the yaw rate. the basis of the driver's wish as well as a steering actuator controlled by the control apparatus for applying torque to the steering if the vehicle is in a limit situation of the driving dynamics.
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 d'un système de régulation de dynamique de roulage ESP pour la régulation de l'angle de flottaison et de la vitesse de lacet selon l'état de la technique; les figures 2a, 2b montrent des chronogrammes de la vitesse de lacet de consigne et de la vitesse de lacet réelle ainsi que du couple de direction dans une première situation de conduite; les figures 3a, 3b montrent les diagrammes de la vitesse de lacet de consigne et de la vitesse de lacet réelle ainsi que du couple de guidage dans une seconde situation de conduite; les figures 4a, 4b montrent les chronogrammes de la vitesse de lacet de consigne et de la vitesse de lacet réelle ainsi que d'un couple de direction dans une troisième situation de conduite. Drawings The present invention will be described in more detail below with the aid of the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a diagram of an ESP rolling dynamics control system for the regulation of the float angle and yaw rate according to the state of the art; FIGS. 2a, 2b show timing diagrams of the reference yaw rate and the actual yaw rate as well as the steering torque in a first driving situation; FIGS. 3a, 3b show the diagrams of the reference yaw rate and the actual yaw rate as well as the guide torque in a second driving situation; Figures 4a, 4b show the timing diagrams of the set yaw rate and the actual yaw rate as well as a steering torque in a third driving situation.
Description de modes de réalisation de l'invention Description of Embodiments of the Invention
La figure 1 montre le système global de régulation d'une régulation de dynamique de roulage ESP pour assurer une régulation de l'angle de flottaison et de l'angle de lacet telle qu'elle est connue principalement selon l'état de la technique. Le système de régulation de la dyna- mique de roulage ainsi présentée se distingue des systèmes connus par un actionneur de direction 9 commandé par un appareil de commande 12 dans des situations limites de dynamique de roulage pour indiquer au conducteur par un couple de direction M exercé sur le volant 13 la direction dans laquelle il doit braquer pour restabiliser aussi rapidement que possible le véhicule. Comme un conducteur moyen dans des situations de conduite normale a rarement l'expérience d'une situation dans laquelle il doit rétablir un véhicule survireur, il n'est pas rare que dans une telle situation il ne réagisse pas correctement. En appliquant le couple auxiliaire M à la direction on lui donne l'indication dans laquelle il doit le mieux réa- gir pour une telle situation de surbraquage. Le couple appliqué est de préférence un signal impulsionnel (signa]. rectangulaire) ayant une valeur fixe. FIG. 1 shows the global control system of an ESP rolling dynamics regulation for regulating the buoyancy angle and the yaw angle as it is known mainly according to the state of the art. The control system of the driving dynamics thus presented differs from the known systems by a steering actuator 9 controlled by a control device 12 in limiting situations of driving dynamics to indicate to the driver by a torque M direction exercised on the steering wheel 13 the direction in which it must steer to restore the vehicle as quickly as possible. As an average driver in normal driving situations rarely has the experience of a situation in which he has to restore an oversteer vehicle, it is not uncommon that in such a situation he does not react properly. By applying the auxiliary torque M to the direction, it is given the indication in which it must best react for such a situation of overbraking. The applied torque is preferably a pulse (rectangular) signal having a fixed value.
Le système de régulation connu comprend le véhicule 14 comme chemin de régulation avec des capteurs 1 - 5 pour déterminer les grandeurs d'entrée de régulation, les organes d'actionnement 6, 7 pour influencer les forces de freinage et d'entraînement ainsi qu'un régulateur à s structure hiérarchique formé d'un régulateur de dynamique de roulage dit subordonné et d'un régulateur de patinage 11 sousbordonné. Les fonctions de régulation sont implémentées dans un appareil de commande 12. The known control system comprises the vehicle 14 as regulation path with sensors 1 - 5 for determining the regulation input quantities, the actuating members 6, 7 to influence the braking and driving forces as well as a hierarchical structure regulator formed of a subordinate rolling dynamics controller and a sub-skated skidding regulator 11. The regulation functions are implemented in a control device 12.
Pour réguler l'angle d'oscillation ou la vitesse de lacet, le régulateur subordonné 10 fournit au régulateur de patinage 11 des valeurs 1 de consigne sous la forme d'un patinage de consigne 2^,so. Le patinage de consigne Xso qu'il faut régler pour les différentes roues est une fonction de la différence de régulation entre le comportement réel et le comportement de consigne du véhicule. Le comportement de consigne résulte des signaux du capteur d'angle du volant de direction 3 (souhait de direction), du capteur de pression amont 2 (souhait de temporisation) et des gestions de moteur 7 (souhait de couple moteur). On calcule à partir de là la vitesse de lacet de consigne dylcons/dt, par exemple à l'aide du modèle de tenue de route. La vitesse de lacet réelle résulte par exemple du signal du capteur de vitesse de lacet 4. In order to regulate the oscillation angle or the yaw rate, the subordinate regulator 10 supplies the slip regulator 11 with set values 1 in the form of a set slip 2 1, n / a. The setpoint slip Xso that must be adjusted for the different wheels is a function of the difference in regulation between the actual behavior and the target behavior of the vehicle. The target behavior results from the signals of the steering wheel angle sensor 3 (directional wish), the upstream pressure sensor 2 (desired timing) and the engine management 7 (motor torque wish). The yaw rate dylcons / dt is calculated from there, for example using the handling model. The actual yaw rate results for example from the signal of the yaw rate sensor 4.
Dans une situation limite du point de vue de la dynamique de roulage, le régulateur de la dynamique de roulage 10 détermine les patinages de consigne nécessaires aux différentes roues. Les patinages de consignes 2so ainsi calculés sont convertis en indications correspondantes pour les actionneurs hydrauliques de freinage 6 et gestion de moteur 7 qui règlent les forces de freinage ou d'entraînement requis au niveau des différentes roues pour stabiliser le véhicule. In a limit situation from the point of view of the driving dynamics, the controller of the driving dynamics 10 determines the set slip requirements for the different wheels. The calculated speed skates 2so are converted into corresponding indications for the hydraulic brake actuators 6 and engine management 7 which regulate the braking or driving forces required at the level of the various wheels to stabilize the vehicle.
Le système d'ensemble est conçu dans ce cas pour que dans une situation de conduite instable iil assure tout d'abord une action de régulation sur la direction 13 à l'aide de l'actionneur de direction 9 et seulement si le véhicule ne se stabilise pas, pour qu'il exécute une action ou intervention de freinage ou d'entraînement complémentaire. The overall system is designed in this case so that in an unstable driving situation it firstly provides a regulation action on the direction 13 with the aid of the steering actuator 9 and only if the vehicle does not does not stabilize, so that it performs an action or intervention braking or complementary training.
Le fonctionnement de cette direction assistée est décrit à titre d'exemple ci-après à l'aide des figures 2 à 4. The operation of this assisted steering is described by way of example below with reference to FIGS. 2 to 4.
La figure 2 montre le chronogramme de différentes vitesses de lacet dyr/dt. Dans ces diagrammes, et réelle/dt est la vitesse de lacet réelle fournie par le capteur de vitesse de lacet 4; dycons/dt est la vitesse de lacet de consigne (partiellement bloquée) prise en compte par le sys- tème de régulation à la dynamique de roulage; dylcons2/dt est la vitesse de lacet de consigne (effective) obtenue à partir du souhait du conducteur ou de l'angle de direction. Figure 2 shows the timing diagram of different yaw rates dyr / dt. In these diagrams, and actual / dt is the actual yaw rate provided by the yaw rate sensor 4; dycons / dt is the set yaw rate (partially blocked) taken into account by the control system to the driving dynamics; dylcons2 / dt is the set (effective) yaw rate obtained from the driver's wish or steering angle.
L'intervalle de temps compris entre l'instant 0 et l'instant t1 correspond à un déplacement en courbe au cours duquel le conducteur s braque de plus en plus dans la courbe (la vitesse de lacet réelle dWréeve/dt augmente). A partir de l'angle SL du volant, choisi par le conducteur et de la vitesse du véhicule (souhait du conducteur) en tenant compte de l'accélération transversale mesurée par le capteur 5 et d'autres grandeurs auxiliaires géométriques on peut calculer la vitesse de lacet de consigne dylcons/dt. Si le véhicule est en survirage, la vitesse réelle de lacet dylréelie/dt augmente plus rapidement que la vitesse de consigne dylcons/dt. Cela signifie que le véhicule pivote trop rapidement autour de son axe ver-tical par rapport au souhait proprement dit du conducteur. The time interval between the instant 0 and the instant t1 corresponds to a curve displacement during which the driver steers more and more in the curve (the actual yaw rate dWreeve / dt increases). From the SL angle of the steering wheel, chosen by the driver and the speed of the vehicle (driver's wish), taking into account the transverse acceleration measured by the sensor 5 and other geometric auxiliary quantities, the speed can be calculated dylcons / dt. If the vehicle is oversteer, the actual yaw / dt yaw rate increases faster than the dylcons / dt set speed. This means that the vehicle rotates too quickly around its vertical axis relative to the actual driver's wish.
A l'instant t1, la déviation de régulation dépasse un seuil prédéfini. A ce moment, par la commande de l'appareil de commande 12 on active un actionneur de direction 9 qui exerce un couple M sur la di-rection. Ce couple indique au conducteur la direction dans laquelle il doit braquer pour stabiliser le véhicule. Le couple antagoniste est dimensionné pour qu'il puisse être vaincu par un conducteur moyen. Si le conducteur suit la consigne du système de direction, le véhicule pourra être stabilisé beaucoup plus rapidement que cela ne serait possible pour un conducteur non exercé. At time t1, the regulation deviation exceeds a predefined threshold. At this time, by the control of the control device 12 activates a steering actuator 9 which exerts a torque M on the di-rection. This torque indicates to the driver the direction in which it must steer to stabilize the vehicle. The opposing torque is sized so that it can be overcome by a medium driver. If the driver follows the direction of the steering system, the vehicle can be stabilized much faster than would be possible for an untrained driver.
L'actionneur de direction 9 évoqué ci-dessus est par exemple un servomoteur électrique ou une pompe hydraulique d'un système d'asservissement commandé de manière appropriée par un circuit électronique. Cela permet d'utiliser les composants existant. Au choix on peut également utiliser un actionneur de direction, distinct. The steering actuator 9 mentioned above is for example an electric servomotor or a hydraulic pump of a control system appropriately controlled by an electronic circuit. This allows the use of existing components. Alternatively you can use a separate steering actuator.
En exerçant le couple de direction M, après l'instant t1, le véhicule commence à déraper (la vitesse de lacet, réelle dyreelle/dt aug- 39 mente brutalement) mais cette phase de perte de contrôle est relativement brève et atteint déjà son maximum à l'instant t2. Le couple de direction M dans cet exemple de réalisation est maintenu jusqu'à ce que la vitesse de lacet, réelle dylréeile/dt soit de nouveau diminuée. Cela signifie que le seuil pour neutraliser le couple M dans le présent exemple de réalisation cor- respond à (dyrréelle/dt) /dt = 0. Par exemple on peut programmer également un autre seuil pour remettre à zéro le couple M. La courbe dweons2/dt indique la vitesse de giration déduite de l'angle de braquage. Cette courbe laisse bien apparaître la manoeuvre de contre-braquage. Comme cela apparaît, partant d'une position forte-ment braquée du volant (instant t1) le conducteur braque dans la direction opposée et dépasse ainsi également la position neutre du volant 13. Après l'instant t2 on revient sur la courbe (vitesse de lacet de consigne, croissante). By exerting the steering torque M, after the moment t1, the vehicle begins to skid (the yaw rate, actual dyreel / dt increases abruptly) but this phase of loss of control is relatively brief and already reaches its maximum at time t2. The steering torque M in this embodiment is maintained until the yaw rate, actual dylréile / dt is decreased again. This means that the threshold for neutralizing the torque M in the present embodiment corresponds to (dyrréelle / dt) / dt = 0. For example, another threshold can also be programmed for resetting the torque M. The curve dweons2 / dt indicates the rate of turn derived from the steering angle. This curve shows the counter-steering maneuver. As it appears, starting from a strongly-steered position of the steering wheel (instant t1) the driver steers in the opposite direction and thus also exceeds the neutral position of the steering wheel 13. After the moment t2 we return to the curve (speed of setpoint, increasing).
Le contre-braquage par le conducteur crée la difficulté sui-vante pour la régulation de la dynamique de roulage du véhicule: si le véhicule passe dans une situation de surbraquage que le conducteur cherche à stabiliser par un contre-braquage, cette manoeuvre risque d'être interprétée par le système de régulation de la dynamique de roulage comme un souhait du conducteur pour braquer dans la direction opposée (par exemple une courbe à droite s'il parcourt effectivement une courbe à gauche). En fait le véhicule est toujours dans une courbe à gauche qu'il faut poursuivre. On ne veut que stabiliser le véhicule dans cette courbe à gauche. C'est pourquoi il est nécessaire d'ignorer le contre-braquage dylcons2/dt. Pour cela il faut geler la vitesse de lacet de consigne dw. s/dt pendant la phase de régulation sur une valeur significative. Cette valeur significative est une valeur prédéterminée par le conducteur avant le mouvement de contre-braquage. Dans le présent exemple de réalisation, la vi- tesse de lacet de consigne dwcons/dt prise en compte par le système est bloquée sur la valeur existant à l'instant t1 avant le dépassement du seuil de régulation. La vitesse de lacet de consigne dyycons/dt sera maintenue sur cette valeur jusqu'à ce qu'un critère de stabilité soit satisfait; dans le pré-sent exemple il s'agit de la vitesse de lacet réelle dyfreene/dt fournie par le capteur de vitesse de lacet 4 et qui est rapprochée de la vitesse de lacet de consigne, bloquée dyfcons/dt pour ne pas passer en dessous d'un seuil pré-défini. Cela est le cas à l'instant t3. Ce n'est qu'à cet instant t3 que l'on tient compte de l'angle de braquage ou de direction effectif et que l'on cal-cule la valeur actuelle de la vitesse de lacet de consigne dylcons/dt. Après 3o cet instant t3 le véhicule est de nouveau stabilisé. The counter-steering by the driver creates the following difficulty for regulating the vehicle's driving dynamics: if the vehicle goes into a situation of overbraking that the driver seeks to stabilize by a counter-steering, this maneuver risks be interpreted by the system of regulation of the driving dynamics as a wish of the driver to steer in the opposite direction (for example a curve on the right if it actually runs a curve on the left). In fact the vehicle is always in a curve to the left that must be continued. We only want to stabilize the vehicle in this curve on the left. This is why it is necessary to ignore the counter-steering dylcons2 / dt. For this it is necessary to freeze the speed of yaw of instruction dw. s / dt during the regulation phase to a significant value. This significant value is a value predetermined by the driver before the counter-steering movement. In the present exemplary embodiment, the setpoint speed dwcons / dt taken into account by the system is locked to the value existing at time t1 before the regulation threshold has been exceeded. The set yaw rate dyycons / dt will be maintained on this value until a stability criterion is satisfied; in the present example it is the actual yaw rate dyfreene / dt provided by the yaw rate sensor 4 and which is close to the set yaw rate, locked dyfcons / dt so as not to go below a pre-defined threshold. This is the case at time t3. It is only at this moment t3 that the actual steering angle or steering angle is taken into account and that the current value of the set yaw rate dylcons / dt is cal- culated. After 3o this time t3 the vehicle is stabilized again.
La figure 3a montre la vitesse de lacet de consigne et la vi- tesse de lacet réelle dwcons/dt et dWréeiie/dt dans une situation de conduite qui correspond pour l'essentiel initialement à la situation de la figure 2a. Figure 3a shows the set yaw rate and the actual yaw rate dwcons / dt and dWieiie / dt in a driving situation that essentially corresponds initially to the situation of Figure 2a.
Le conducteur braque dans une courbe à laquelle il fait survirer le véhicule et celui-ci décroche à l'instant t1. En dépassant la déviation maximale entre la vitesse de lacet réelle et la vitesse de lacet de consigne dyJréene/dt et dwcons/dt, on exerce de nouveau un couple antagoniste M sur la direction. Le couple antagoniste M disparaît de nouveau à l'instant t2. The driver steers in a curve to which it makes the vehicle survive and it picks up at time t1. By exceeding the maximum deviation between the actual yaw rate and the set yaw rate dyJreene / dt and dwcons / dt, an antagonistic torque M is again exerted on the direction. The antagonistic pair M disappears again at time t2.
Après l'instant t2, la vitesse de lacet réelle dyréelle/dt diminue jusqu'à l'instant t3 auquel cette vitesse atteint un minimum pour augmenter de nouveau ensuite. A l'instant t3, la déviation entre la vitesse de lacet réelle dyréelle/dt et la vitesse de lacet de consigne dWcons/dt est encore supérieure à un seuil prédéfini. En même temps le gradient de la vitesse de lacet réelle dépasser un gradient seuil prédéfini (ici il s'agit par exemple de dWréelle/dt) /dt = O. Si les deux critères sont satisfaits., l'actionneur de di-rection 9 est de nouveau activé à l'instant t3 pour exercer un couple de direction M sur la direction et sur le volant 13. After time t2, the actual yaw rate dyelle / dt decreases until time t3 at which this speed reaches a minimum to increase again thereafter. At time t3, the deviation between the real yaw rate dyréelle / dt and the set yaw rate dWcons / dt is still greater than a predefined threshold. At the same time the gradient of the actual yaw rate exceeds a predefined threshold gradient (here it is for example dWreelle / dt) / dt = 0. If both criteria are satisfied., The di-rection actuator 9 is activated again at time t3 to exert a steering torque M on the steering and on the steering wheel 13.
io En réaction, le conducteur exécute de nouveau un mouvement de contrebraquage pris en compte par la régulation de la dynamique de roulage mais non par la vitesse de lacet de consigne dyycons2/dt ce qui réduit de nouveau la vitesse de lacet réelle dyfréene/dt à partir de l'instant t4. A l'instant t4 le seuil pour:le gradient de la vitesse de lacet réelle dyréelle/dt est de nouveau dépassée vers le bas et ainsi le couple antagoniste M est remis. In response, the driver again performs a counter-braking motion taken into account by the regulation of the driving dynamics but not by the set yaw rate dyycons2 / dt which again reduces the actual yaw rate dyre / dt to from the moment t4. At time t4 the threshold for: the gradient of the real yaw rate dyréelle / dt is again exceeded downwards and thus the antagonistic torque M is reset.
A l'instant t5 la vitesse de:lacet réelle dyrréene/dt et la vitesse de lacet de consigne dylcons/dt se sont de nouveau rapprochées de sorte que la vitesse de lacet de consigne dylcon,,/dt est actualisée et est adaptée au souhait effectif du conducteur. At time t5 the speed of: true dyrréene yaw / dt and the yaw rate dylcons / dt are again closer so that the yaw rate dylcon ,, / dt is updated and is adapted to the wish driver's actual strength.
La figure 4a montre le chronogramme de la vitesse de lacet réelle dylréene/dt et de la vitesse de lacet de consigne dwcons/dt dans une situation de conduite au cours de laquelle le conducteur contre-braque plusieurs fois pour stabiliser le véhicule. Ainsi entre les instants t1, t2; t4, t5 ou t6, t7, on exerce un couple de direction sur le volant 13. A la différence de la situation de la figure 3a, la vitesse de lacet de consigne est toutefois déjà actualisée après le premier mouvement de contre-braquage à l'instant t3 car la différence entre la vitesse de lacet réelle dylréelle/dt et la vitesse de lacet de consigne, bloquée diycons/dt est inférieure à un seuil 3o prédéfini et le gradient de la vitesse de lacet réelle dyréelle/dt est inférieure à O. La même remarque s'applique pour l'instant t5 et l'instant t7. FIG. 4a shows the chronogram of the actual dylene / dt yaw rate and the set yaw rate dwcons / dt in a driving situation during which the driver counter-brakes several times to stabilize the vehicle. So between instants t1, t2; t4, t5 or t6, t7, a steering torque is exerted on the steering wheel 13. Unlike the situation of FIG. 3a, however, the set yaw rate is already updated after the first counter-steering movement on the steering wheel 13. time t3 because the difference between the actual yaw rate / dt and the set yaw rate, locked diycons / dt is less than a predefined threshold 3o and the actual yaw rate gradient dyréelle / dt is less than 0 The same remark applies for the moment t5 and the moment t7.
En revanche, à l'instant t4, la vitesse de lacet de consigne doit être maintenue à une valeur constante car le gradient de la vitesse de lacet réelle dyréelle/dt dépasse le seuil précléfini. However, at time t4, the set yaw rate must be maintained at a constant value because the gradient of the actual yaw rate / dt exceeds the preceeding threshold.
3.5 Le procédé décrit ci-dessus pour appliquer un couple de di-rection permet au conducteur de réagir correctement dans des situations limites et de rétablir rapidement le contrôle du véhicule. Le système de régulation de la dynamique de roulage par exemple le système ESP devra lo rester neutre aussi longtemps que le conducteur suit les prescriptions. Si néanmoins le véhicule dérape, la régulation intervient et stabilise le véhicule par des actions sur les freins et sur l'entraînement. 3.5 The method described above to apply di-rection torque allows the driver to react properly in limit situations and quickly restore control of the vehicle. The system for regulating the driving dynamics, for example the ESP system, must remain neutral as long as the driver follows the prescriptions. If however the vehicle skids, the regulation intervenes and stabilizes the vehicle by actions on the brakes and the drive.
NOMENCLATURENOMENCLATURE
1. Capteurs de vitesse de rotation de roue 2. Capteur de pression amont 3. Capteur d'angle de volant 4. Capteur de vitesse de lacet 5. Capteur d'accélération transversale 6. Modulation de pression 7. Gestion du moteur 8. Signaux de capteur pour le système ESP 9. Actionneur de direction 10. Régulateur de dynamique de roulage 11. Régulateur de patinage 12. Appareil de commande 13. Volant 14. Véhicule dWréelle/dt: vitesse de lacet réelle dwcons/dt: vitesse de lacet de consigne (en partie bloquée) dylcons2/dt: vitesse de lacet de consigne effective tn: instants M: couple de direction 1. Wheel Speed Sensors 2. Upstream Pressure Sensor 3. Steering Wheel Angle Sensor 4. Yaw Speed Sensor 5. Transverse Acceleration Sensor 6. Pressure Modulation 7. Engine Management 8. Signals sensor for the ESP system 9. Steering actuator 10. Rolling dynamics controller 11. Skid control 12. Control unit 13. Steering wheel 14. Ford / dt vehicle: actual yaw rate dwcons / dt: yaw rate setpoint (partially blocked) dylcons2 / dt: effective setpoint yaw rate tn: instants M: steering torque
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|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse | Effective date:20150731 |