FR3040156A1 - Procede de commande d'actionneur de frein automatise et vehicule ou frein de vehicule mettant en œuvre ce procede - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de commande d'un actionneur d'un frein de véhicule, comprenant une itération des étapes suivantes : à partir d'une valeur de l'effort de serrage recherché, détermination d'une valeur de consigne y*(t0) visée pour une grandeur de sortie ; application d'une grandeur de commande de valeur u(t0) à un instant t0 ; mesure d'une valeur constatée y(t0) de la grandeur de sortie, produite au sein de l'actionneur sous l'effet de ladite application, et tant qu'une condition d'ajustement est vraie, calcul d'une nouvelle valeur u(t1) pour la grandeur de commande, à un nouvel instant t1, de façon à réaliser une commande sans modélisation de l'actionneur par correction Proportionnelle-Intégrale de type « Intelligent », dite « commande sans modèle ». L'invention concerne aussi un véhicule ou frein de véhicule mettant en œuvre ce procédé.
Description
« Procédé de commande d'actionneur de frein automatisé et véhicule ou frein de véhicule mettant en œuvre ce procédé » L'invention se rapporte à un procédé de commande d'un actionneur de frein de véhicule, mis en oeuvre par un calculateur numérique embarqué au sein dudit véhicule.
Ce procédé de commande comprend une itération des étapes suivantes : à partir d'une valeur de l'effort de serrage recherché, détermination d'une valeur de consigne y*(tO) visée pour une grandeur de sortie ; application d'une grandeur de commande de valeur u(tO) à un instant tO ; mesure d'une valeur constatée y(tO) de la grandeur de sortie, produite au sein de l'actionneur sous l'effet de ladite application, et tant qu'une condition d'ajustement est vraie, calcul d'une nouvelle valeur u(tl) pour la grandeur de commande, à un nouvel instant tl, de façon à réaliser une commande sans modélisation de l'actionneur par correction Proportionnelle-Intégrale de type « Intelligent », dite « commande sans modèle ».
Elle concerne en outre un tel procédé appliqué à un frein de stationnement automatisé. L'invention concerne aussi un véhicule ou frein de véhicule mettant en oeuvre ce procédé.
Etat de la technique
Pour faire commander le fonctionnement d'un frein motorisé dans un véhicule, par exemple par un calculateur embarqué, il est connu d'utiliser une méthode consistant à utiliser une modélisation mathématique du comportement du frein et de l'actionneur en fonction des paramètres de commandes qu'il reçoit, par exemple tension et intensité électriques. À partir de la modélisation de ce comportement, on crée une loi de contrôle qui sera utilisée pour commander l'actionneur en lui envoyant les paramètres électriques adéquats.
Cette loi doit cependant elle-même être ajustée et paramétrée pour que le comportement réel, en situation, réponde aux attentes du concepteur, sans pour autant nécessiter de trop grandes performances de la part des composants, par exemple en puissance moteur et en résistance mécanique des pièces, en raison des coûts et des contraintes associées à une telle exigence en matière de composants.
Actuellement, l'estimation de l'effort de serrage appliqué est basée sur un rétrocalcul utilisant des équations physiques qui décrivent la structure physique du frein et de l'actionneur, par exemple le taux de démultiplication des différents composants mis en jeu.
Un but de l'invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur, et en particulier d'améliorer la fiabilité et la précision du comportement obtenu en situation réelle, en particulier en conditions sévères et pour des variations environnementales importantes.
Exposé de l'invention
Ce but est atteint avec, selon un premier aspect de l'invention, un procédé de commande d’un actionneur d'un frein de véhicule, mis en oeuvre par un calculateur numérique embarqué au sein dudit véhicule pour produire une application par ledit frein d'un effort de serrage déterminé, comprenant une itération des étapes suivantes : - à partir d’une valeur de l’effort de serrage recherché, détermination d’une valeur de consigne y*(tO) visée pour une grandeur de sortie, - application d’une grandeur de commande de valeur u(tO) à un instant tO en entrée de l'actionneur, - mesure d’une valeur constatée y(tO) de la grandeur de sortie, produite au sein de l’actionneur sous l’effet de ladite application, et - tant qu’une condition d’ajustement est vraie, calcul d’une nouvelle valeur u(tl) pour la grandeur de commande, à un nouvel instant tl, et application de cette nouvelle valeur en entrée de l'actionneur, laquelle valeur dépend de : • la valeur u(tO) de la grandeur de commande, • la dérivée ÿ(tO) de la grandeur de sortie, • le taux de variation y*(tl) de la valeur de consigne, entre tO et tl, • un facteur proportionnel à l'erreur de suivi de la grandeur de sortie, • un facteur proportionnel à l'intégrale de l'erreur de suivi de la grandeur de sortie, ladite nouvelle valeur u(tl) pouvant s'écrire sous la forme suivante : avec
où : • a, Kp, et Ki sont des coefficients prédéterminés, • e(t) = y(t) - y*(t) est l'erreur de suivi ; de façon à réaliser une commande sans modélisation de l'actionneur par correction Proportionnelle-Intégrale de type « Intelligent », dite « commande sans modèle ». L'invention propose ainsi un procédé de commande d'un actionneur de frein motorisé, en particulier mais non obligatoirement pour commander le fonctionnement d'un frein de stationnement automatisé.
La condition d'ajustement peut être variée. Elle est par exemple définie par rapport à l'erreur de suivi. De préférence, le procédé se poursuit tant que la valeur absolue de l'erreur de suivi diminue.
Il s'agit d'un modèle que l'on pourrait qualifié d'empirique, au sens où il ne nécessite pas, ou moins, de modéliser le comportement du frein de façon mathématiquement précise.
Cette méthode utilise des données déterminées et mises au point par une forme d'apprentissage sur un prototype, avec enregistrement des résultats constaté en association avec les paramètres appliqués pour obtenir ces résultats. Il n'est plus nécessaire de connaître toutes les équations de fonctionnement, ou moins nécessaire.
Ce type de commande sans modèle mathématique est possible en particulier car il s'applique à un système au fonctionnement linéaire par exemple qui ne comporte pas de came à changement brusque ou de composants fonctionnant en tout ou rien.
Cette méthode peut être mise en oeuvre sans capteur "préféré", en "open loop". Elle peut aussi être mise en œuvre avec choix d'un capteur préféré, par exemple avec un capteur à effet Hall sur la vitesse, qui est lié à la position de l'actionneur.
Le mode de commande du moteur électrique se fait de préférence en modulation de largeur d'impulsion ("Puise Width Modulation"), en particulier pour un moteur à courant continu (DC), par exemple avec une commande sériée en courant. Il peut se faire aussi en commande vectorielle, par exemple pour un moteur sans balais ("brushless").
Cette méthode permet une meilleure robustesse et fiabilité des résultats obtenus, en particulier en situations réelles, et une meilleure précision du niveau d'effort appliqué, avec moins d'influence des variations environnementales.
Des modes de réalisation variés de l'invention sont prévus, intégrant selon l'ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.
Dans un mode de réalisation, la consigne y* est déterminée à partir d'une liste de correspondance comprenant une pluralité de valeurs d'intensité associées chacune à une valeur d'un effort de serrage produite par ladite intensité au sein dudit actionneur.
Avantageusement, le procédé de commande comprend, à partir d'une valeur initiale d'intensité choisie en fonction d'un effort de serrage à appliquer, une itération des étapes suivantes : - comparaison de ladite valeur initiale avec une base de données formant la liste de correspondances et contenant une série de valeurs d'intensités associées à un effort de serrage obtenu lors d'une phase préalable d'apprentissage, pour calculer une valeur modifiée d'intensité selon un coefficient d'ajustement, - envoi d'une commande d'alimentation du moteur (par exemple par réglage de la tension) basée sur cette valeur modifiée d'intensité, selon au moins une méthode déterminée de gestion du moteur notamment en modulation de largeur d'impulsion ou en commande vectorielle, - mesure d'au moins un paramètre de résultat au sein de l'actionneur, - estimation d'un gain constaté pour ladite valeur modifiée d'intensité, - en fonction dudit gain constaté, comparaison avec ladite base de données pour calculer une valeur modifiée du coefficient d'ajustement.
De préférence, le procédé de commande une mesure d'un effort de serrage obtenu après application de la grandeur de commande u à partir de la consigne y* et une mise à jour de l'effort de serrage associé à ladite consigne y* dans la liste de correspondance.
Selon une particularité, la consigne y* est une consigne d'intensité de courant à obtenir dans l'actionneur de frein.
Selon une possibilité, la valeur constatée y est obtenue par mesure de l'intensité de courant telle que générée dans l'actionneur de frein. Cette mesure est de préférence directe et/ou sans grandeur intermédiaire.
De préférence, la dérivée ÿ de la valeur constatée y est déterminée sous la forme d'une estimée y(t), où :
où T est un paramètre prédéterminé.
Selon un mode de réalisation, l'estimée est calculée par discrétisation de son intégrale, par exemple par la méthode des trapèzes. Toute autre méthode peut être utilisée, notamment la méthode des rectangles.
Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un véhicule ou frein de véhicule, comprenant au moins un calculateur programmé pour commander un ou plusieurs actionneurs selon un procédé selon le premier aspect de l'invention ou l'un de ses perfectionnements.
Description des figures D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, au regard de figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est un diagramme illustrant un mode de réalisation d'un procédé 100 selon l'invention, - les figures 2 à 6 sont des planches de présentation qui précisent l'application de la méthode à un actionneur de frein en général, - les figures 7 à 12 sont des planches de présentation qui précisent l'application de la méthode à un actionneur de frein de stationnement automatisé.
Description de l'invention
Ces modes de réalisation n'étant nullement limitatifs, on pourra notamment réaliser des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite, telles que décrites ou généralisées, isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique.
Le procédé 100 selon l'invention commande un bloc actionneur 1, aussi nommé « System » sur la figure, d'un frein de véhicule.
Selon un mode de réalisation d'une mise en oeuvre du procédé 100, le procédé 100 est mis en oeuvre par un calculateur numérique embarqué au sein du véhicule, notamment pour produire une application par le frein d'un effort de serrage déterminé.
Le procédé 100 comprend une itération des étapes suivantes : - à partir d’une valeur de l'effort de serrage recherché, une détermination 102 d'une intensité y*(t0), réprésentée par la lettre I* sur la figure 1, visée pour une grandeur de sortie, - une application 104 d’une tension de commande de valeur u(t0) à un instant tO, - une mesure 106 d'une valeur constatée y(tO), représentée par la lettre I sur la figure 1, de la grandeur de sortie, produite au sein de l'actionneur 1 sous l'effet de ladite application, et - tant qu'une condition d'ajustement est vraie, calcul d'une nouvelle valeur u(tl) pour la grandeur de commande, à un nouvel instant tl, laquelle valeur dépend de : • la valeur u(tO) de la grandeur de commande, • la dérivée ÿ(tO) de la grandeur de sortie, • le taux de variation y*(tl) de la valeur de consigne, entre tO et tl, • un facteur proportionnel à l'erreur de suivi de la grandeur de sortie, • un facteur proportionnel à l'intégrale de l'erreur de suivi de la grandeur de sortie.
Dans l'exemple représenté sur la figure 1, à l'index k, c'est-à-dire un instant tl, le calcul de la nouvelle valeur est déterminé par la mise en œuvre de trois blocs fonctionnels, respectivement un bloc correcteur 2 de type intégrateur proportionnel intelligent, un bloc générateur de tension 3 et un bloc estimateur 4, en plus de l'actionneur 1.
Le bloc actionneur 1, aussi nommé « System » sur la figure, comporte, selon la représentation de la figure 1, une entrée U (non représentée) qui est une tension, reliée en entrée à une tension notée « tension [V] » sur la figure, et présente une sortie I, qui est une intensité, reliée à une sortie notée « intensity [A] » sur la figure.
Le bloc correcteur 2, aussi nommé « i-PI » sur la figure, comporte trois entrées, respectivement notée I*, G(k), et I, ainsi qu'une sortie notée u(k). L'entrée I* est reçue de l'étape 102 de détermination de consigne. L'entrée G(k) est reliée à une sortie G(k) du bloc estimateur 3.
La sortie u(k) du bloc correcteur 2 est égale à une sommation : - d'un signal provenant d'un correcteur de type proportionnel intégral sur une commande d'entrée I*, qui peut s'écrire :
avec Kp, et Kj qui sont des coefficients prédéterminés de gain du correcteur de type proportionnel intégral, et e(t) = I(k) - V(k) qui représente l'erreur de suivi ; et - d'un signal provenant de la multiplication par un gain égal à l'inverse d'un coefficient a, d'un signal d'écart entre celui provenant d'un taux de variation de la consigne et le signal reçu sur l'entrée G(k), qui peut s'écrire :
avec
où Ts est une durée sur laquelle le taux de variation est estimée. En pratique, la durée Ts, qui est égale à la durée d'un intervalle d'échantillonnage, est de l'ordre la microseconde.
Ainsi, la sortie u(k) du bloc correcteur 2 peut s'écrire :
Le bloc générateur de tension 3, aussi nommé « PWM » sur la figure, comporte une entrée notée u(k), et deux sorties, respectivement notée u(k) et U. La sortie u(k) est directement reliée à l'entrée u(k). Dans l'exemple représenté, la batterie électrique de stockage, notée « battery », utilisée pour générer la tension U est de 12 Volts. Aussi, la sortie U est égale à 12 fois la valeur de l'entrée u(k).
Le bloc estimateur 4, aussi nommé « Estimation of G » sur la figure, comporte deux entrées, notées respectivement u(k) et I. L'entrée u(k) est reliée à la sortie u(k) du bloc générateur de tension 3. L'entrée I est reliée à la sortie I du bloc actionneur 1.
La sortie G(k) du bloc estimateur 4 est égale à la différence entre : - un signal reçu d'un bloc de différentiation numérique, noté « numerical différentiation » sur la figure 1, qui peut s'écrire /(tO), et - une multiplication par le gain a d'un signal décalé du signal d'entrée u(k), d'un registre d'une unité temporelle.
Ainsi, la sortie G(k) du bloc estimateur 4 peut s'écrire : G(k) = /(k) — a u(k — 1)
Ainsi, la valeur /(k) du bloc estimateur 4 peut être estimée par :
Dans l'exemple représenté, cette intégrale est typiquement calculée sur une fenêtre temporelle T de l'ordre de quelques dizaine de fois la durée de la période d'échantillonnage.
Toujours à tire d'exemple, l'intégrale peut être calculée par la méthode numérique connue sous le nom de méthode des trapèzes. L'utilisation de cette commande sans modèle est justifiée ci-après. Elle repose sur la possibilité de pouvoir écrire sur un court laps de temps, l'équation « phénoménologique » : où :
• v est l'ordre de dérivation de y, en général égal à 1 ou 2, choisi par l'opérateur (ce n'est pas l'ordre de dérivation maximum de y qui reste inconnu), • le paramètre constant a est fixés par l'opérateur pour que les valeurs numériques \au et yM aient le même ordre de grandeur, • G qui contient toutes les informations structurelles sur le laps de temps choisi.
La valeur numérique de G, pour un index k peut être estimée à partir de l'équation suivante :
où |G(fc)Je et [y(v) (fe)Je sont estimées à l'index k, c'est-à-dire à l'instant kTs où Ts est la durée de la période d'échantillonnage.
La valeur numérique de ly(v) (&0Je peut être estimée. Celle-ci peut être obtenue par une mesure de valeur de la sortie y. Ces mesures peuvent être affectée par du bruit.
Il est ainsi préférable d'utiliser une différentiation numérique, qui comprend un filtrage du bruit et une dérivation.
La figure 2 illustre le principe général de la mise en oeuvre d'une commande sans modèle qui se base sur l'équation donnée par le modèle phénoménologie :
Sur la figure 2, la consigne est notée y% la commande à l'index k est notée ti(fc) et la sortie, sous l'effet de la commande u(k), d'un système, noté « unmodeled plant » dont le modèle n'est pas connu, est notée y. L'erreur de poursuite y* - y est notée e.
Toujours sur la figure 2, la commande est déterminée, par un bloc, noté « Model-free control », à partir du signal y* et du signal y. Plus précisément, ledit bloc comprend quatre sous-bloc : un premier sous-bloc, noté « i-PI », recevant les signaux y* et y ainsi qu'un signal [G(fc)]e, et générant un signal u(/c), à partir de l'équation :
un deuxième sous-bloc, noté « Delay », recevant un signal u(fc) et fournissant un signal u(k - 1), un troisième sous-bloc, noté « Numerical Différentiation », recevant un signal y et générant un signal [y(v) (fc)]e/ à partir de l'équation :
un quatrième sous bloc, noté « Estimation of G », recevant le signal u(k - 1) et générant le signal [G(/c)]e, à partir de l'équation :
Différentiation numérique : la figure 3 permet de justifier l'équation mise en œuvre le troisième sous-bloc de la figure 2.
Une linéarisation à l'instant t du signal y permet d'écrire :
Une transformation de Laplace de cette équation donne :
En dérivant l'équation de droite par rapport à la variable s, on obtient :
D'où : D'où : Où l'intervalle [0, T] est une fenêtre de temps assez petite qui est déplacée pour estimer la dérivée à chaque instant.
La méthode des trapèzes peut être utilisée pour calculer, en pratique, cette intégrale.
Cette méthode pour déterminer la dérivée a pour avantage de pouvoir être utilisée pour des déterminations de dérivées d'ordre plus élevé.
La figure 4 est une illustration de l'intérêt de l'utilisation de cette méthode par rapport à une méthode d'estimation de la dérivée plus classique, telle que celle mettant en oeuvre un filtre passe bas du premier ordre suivi d'une détermination de la dérivée selon la méthode d'Euler.
Le graphe de gauche présente trois courbes d'intensité entre -1,5 A et 2 A, en fonction du temps sur l'intervalle allant de 0 à 8 secondes. La graphe de droite est un zoom sur l'intervalle allant de 5 à 7 secondes et -0,2 A à 1,6 A dirgraphe de gauche.
On observe que la courbe illustrant la mise en oeuvre de la différentiation numérique est en moyenne plus proche de la courbe parfaite de la dérivée attendue, c’est à dire d'un cosinus, que la courbe mettant en oeuvre un filtre passe-bas du premier ordre suivi d'un calcul de la dérivée selon la méthode d'Euler.
Cette courbe correspond donc bien à la dérivée attendue, et il n'est pas nécessaire de placer un filtre avant la dérivation.
La figure 5 illustre les dispositifs mis en oeuvre pour produire les courbes de la figure 4. Plus précisément, on observe la génération d'un signal bruité à dériver, généré à partir d'un signal de sinusoïde auquel un signal de bruit blanc est ajouté.
On observe en sortie les trois signaux représentés sur la figure 4, c'est-à-dire un signal de cosinus (qui est la dérivée attendue d'un signal de sinusoïde), le signal selon la méthode d'Euler et le signal mettant en oeuvre une différentiation numérique.
Le signal selon la méthode d'Euler met en oeuvre un filtre du premier ordre, générant un signal filtré à partir du signal bruité, le signal filtré étant ensuite dérivé par application de la transformée en z de la dériation discrète, c'est-à-dire
La dérivation selon la méthode présentée plus haut utilise une période T égale à 30 fois le temps Ts, c'est-à-dire 30 fois la durée de l'intervalle d'échantillonnage.
Choix de la fenêtre de différentiation numérique : la figure 6 illustre l'influence du choix de la valeur de la période T sur la détermination de la dérivée par la méthode de différentiation numérique.
Le graphe de gauche de la figure 6 représente une dérivée attendue, la courbe cosinus et 3 courbes obtenues pour différentes valeurs de T, respectivement 20 fois Ts, 30 fois Ts et 40 fois Ts.
Le graphe de droite représente les distances des trois courbes obtenues à la dérivée attendue.
On observe que plus la valeur de T est grande, moins le bruit a d'influence sur la détermination de la dérivée. Toutefois, plus la valeur de T est grande, plus le délai est long avant d'obtenir la valeur attendue.
En pratique, un compromis doit être trouvé pour déterminer la valeur de T.
Application à un frein de stationnement automatique (« APB »1
Les figures 7 et 8 étudient la faisabilité de la mise en oeuvre d'une commande sans modèle pour un moteur DC.
La figure 7 illustre le fait qu'un système dont la fonction de transfert présente un zéro dans le plan positif est un système qui n'a pas de minimum de phase.
La figure 8 utilise la modélisation d'un moteur DC selon le logiciel Simulink pour en déterminer la fonction de transfert et vérifier qu'elle ne présente pas de zéro dans le plan positif, et donc que le moteur DC est un système à minimum de phase. Il est donc possible de mettre en oeuvre une commande sans modèle pour le moteur DC.
Simulation : la figure 9 a pour objet d'illustrer le comportement du modèle sans commande par rapport à une variation au cours du temps d'une résistance d'un système comportant un moteur.
Le graphe de gauche illustre trois courbes, respectivement une intensité de référence, une intensité mesurée avec une résistance erronée et une intensité mesurée avec une résistance exacte, au cours du temps de 0,5 secondes à 4 secondes et de -5 A à 35 A. On observe que les trois courbes sont très proches.
Ceci est confirmé par le graphe de droite, qui est un zoom du graphe de gauche entre 0,95 secondes et 1,15 secondes et entre de 0 A à 40 A.
On observe que même si la résistance varie de 0.35 ohms à 1 ohms, le comportement du processus de commande sans modèle est performant.
En conséquence, le processus de commande sans modèle se comporte de façon satisfaisante même si le système évolue.
La figure 10 illustre l'influence de la détermination de calcul utilisé dans la différentiation numérique sur les performances de la méthode, pour une courbe relative à un frein de stationnement électrique.
La figure 11 comporte deux graphes qui illustrent les erreurs obtenues entre intensité estimée et intensité de référence pour plusieurs ensemble de paramètres a, Kp et Ki.
La figure 12 illustre un mode de réalisation d'un système mettant en œuvre un procédé de commande selon l'invention.
Le système illustré sur la figure 12 comporte un moteur DC d'un actionneur de frein, pouvant recevoir une tension comprise entre 0 et 16 volts en provenance d'un circuit électronique.
Le circuit électronique est capable de générer une tension régulée, à partir d'une batterie de 16 V, et d'une entrée PWM provenant d'un module de calcul électronique, programmé par exemple en Matlab ou Simulink.
Le module de calcul électronique est programmé pour mettre en œuvre, lorsqu'il est exécuté par un ordinateur ou une unité de traitement, une partie du procédé de commande selon l'invention, c'est-à-dire tant qu une condition d’ajustement est vraie, calcul d’une nouvelle valeur u(tl) pour la grandeur de commande, à un nouvel instant tl, et application de cette nouvelle valeur en entrée de l'actionneur, laquelle valeur dépend de : - la valeur u(tO) de la grandeur de commande, - la dérivée y (tO) de la grandeur de sortie, laquelle est déterminée à partir d'une valeur de courant I mesurée par un module capteur d'intensité au sein de l'actionneur, - le taux de variation (y*)(tl) de la valeur de consigne, entre tO et tl, un facteur proportionnel à l’erreur de suivi de la grandeur de sortie, - un facteur proportionnel à l’intégrale de l'erreur de suivi de la grandeur de sortie, ladite nouvelle valeur u(t 1) pouvant s'écrire sous la forme suivante : u(tl) = - + (y*)(tl) + V(ti;) + Ki fne(t)dt a a Jt0 avec G(tl) = y'(tO) - a u(tO) où : a, Kv, et Kt sont des coefficients prédéterminés, de façon à réaliser une commande sans modélisation de l'actionneur par correction Proportionnelle-Intégrale de type « Intelligent », dite « commande sans modèle ».
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de I invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Procédé de commande d'un actionneur (1) d'un frein de véhicule, mis en oeuvre par un calculateur numérique embarqué au sein dudit véhicule pour produire une application par ledit frein d'un effort de serrage déterminé, comprenant une itération des étapes suivantes : - à partir d'une valeur de l'effort de serrage recherché, détermination (102) d’une valeur de consigne y*(tO) (I*) visée pour une grandeur de sortie, - application (104) d'une grandeur de commande de valeur u(t0) à un instant tO en entrée de l'actionneur (1), - mesure d’une valeur constatée y(tO) (106) de la grandeur de sortie, produite au sein de l’actionneur sous l'effet de ladite application, et - tant qu'une condition d'ajustement est vraie, calcul d'une nouvelle valeur tt(tl) pour la grandeur de commande, à un nouvel instant tl, et application de cette nouvelle valeur en entrée de l'actionneur (1), laquelle valeur dépend de : • la valeur u(tO) de la grandeur de commande, • la dérivée ÿ(t0) de la grandeur de sortie, • le taux de variation y*(tl) de la valeur de consigne, entre tO et tl, • un facteur proportionnel à l’erreur de suivi de la grandeur de sortie, • un facteur proportionnel à l’intégrale de l'erreur de suivi de la grandeur de sortie, ladite nouvelle valeur u(tl) pouvant s'écrire sous la forme suivante : avecoù : • a, Kp, et K; sont des coefficients prédéterminés, • e(t) = y(t) - y*(t) est l'erreur de suivi ; de façon à réaliser une commande sans modélisation de l'actionneur par correction Proportionnelle-Intégrale de type « Intelligent », dite « commande sans modèle ».
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la consigne y* est déterminée à partir d'une liste de correspondance comprenant une pluralité de valeurs d'intensité associées chacune à une valeur d'effort de serrage produite par ladite intensité au sein dudit actionneur.
- 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend, à partir d'une valeur initiale d'intensité choisie en fonction d'un effort de serrage à appliquer, une itération des étapes suivantes : - comparaison de ladite valeur initiale avec une base de données formant la liste de correspondances et contenant une série de valeurs d'intensités associées à un effort de serrage obtenu lors d'une phase préalable d'apprentissage, pour calculer une valeur modifiée d'intensité selon un coefficient d'ajustement, - envoi d'une commande d'alimentation du moteur basée sur cette valeur modifiée d'intensité, selon au moins une méthode déterminée de gestion du moteur notamment en modulation de largeur d'impulsion ou en commande vectorielle, - mesure d'au moins un paramètre de résultat au sein de l'actionneur, - estimation d'un gain constaté pour ladite valeur modifiée d'intensité, - en fonction dudit gain constaté, comparaison avec ladite base de données pour calculer une valeur modifiée du coefficient d'ajustement
- 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, comprenant en outre une mesure d'un effort de serrage obtenu après application de la grandeur de commande u à partir de la consigne y* et une mise à jour de l'effort de serrage associé à ladite consigne y* dans la liste de correspondance.
- 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la consigne y* est une consigne d'intensité de courant à obtenir dans l'actionneur de frein.
- 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la valeur constatée y est obtenue par mesure de l'intensité de courant telle que générée dans l'actionneur de frein.
- 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la dérivée ÿ de la valeur constatée y est déterminée sous la forme d'une estimée y(t), où :où T est un paramètre prédéterminé.
- 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'estimée est calculée par discrétisation de son intégrale, par exemple par la méthode des trapèzes.
- 9. Véhicule ou frein de véhicule, comprenant au moins un calculateur programmé pour commander un ou plusieurs actionneurs selon un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.
Applications Claiming Priority (1)
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FR3040156B1 FR3040156B1 (fr) | 2021-11-26 |
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19703838A1 (de) * | 1997-02-01 | 1998-08-06 | Itt Mfg Enterprises Inc | Verfahren und Regelsysteme zum Aufbringen definierter Betätigungskräfte |
WO1999026829A1 (fr) * | 1997-11-22 | 1999-06-03 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Procede et systeme de commande d'un frein de stationnement a actionnement electromecanique pour vehicules automobiles |
DE102004058359A1 (de) * | 2003-12-19 | 2005-07-14 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren und System zur Fahrbewegungssteuerung |
EP1746399A1 (fr) * | 2005-07-22 | 2007-01-24 | Delphi Technologies, Inc. | Estimation de la force/couple imposée par une charge contre un actionneur à moteur électrique |
WO2009053429A1 (fr) * | 2007-10-24 | 2009-04-30 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Frein de stationnement et procédé de fonctionnement |
-
2016
- 2016-01-01 FR FR1600001A patent/FR3040157A1/fr active Pending
- 2016-10-14 FR FR1659974A patent/FR3040156B1/fr active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19703838A1 (de) * | 1997-02-01 | 1998-08-06 | Itt Mfg Enterprises Inc | Verfahren und Regelsysteme zum Aufbringen definierter Betätigungskräfte |
WO1999026829A1 (fr) * | 1997-11-22 | 1999-06-03 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Procede et systeme de commande d'un frein de stationnement a actionnement electromecanique pour vehicules automobiles |
DE102004058359A1 (de) * | 2003-12-19 | 2005-07-14 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren und System zur Fahrbewegungssteuerung |
EP1746399A1 (fr) * | 2005-07-22 | 2007-01-24 | Delphi Technologies, Inc. | Estimation de la force/couple imposée par une charge contre un actionneur à moteur électrique |
WO2009053429A1 (fr) * | 2007-10-24 | 2009-04-30 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Frein de stationnement et procédé de fonctionnement |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
MICHEL FLIESS ET AL: "Nothing is as Practical as a Good Theory: Model-Free Control Rien de plus utile qu'une bonne theorie: la commande sans modele", ARXIV.ORG, CORNELL UNIVERSITY LIBRARY, 201 OLIN LIBRARY CORNELL UNIVERSITY ITHACA, NY 14853, 30 March 2011 (2011-03-30), XP080546856 * |
Also Published As
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