Brevet FR2730064A1 — publié le 19960802

1, 2730064 Procédé et montage pour compenser les erreurs de signal d'un capteur de vitesse d'embardée L'invention concerne un procédé pour compenser les erreurs de signal d'un capteur dans un véhicule automobile, notamment d'un capteur de vitesse d'embardée utilisé dans une régulation de la stabilité de conduite d'un véhicule automobile, dans lequel: - il est déterminé à partir des signaux électriques d'un capteur d'angle de 0o volant de direction, de capteurs de vitesses de rotation ou d'un capteur d'accélération transversale un état de conduite dans lequel le décalage du capteur de vitesse d'embardée peut être déterminé de manière univoque, et, dans cet état de conduite, le décalage obtenu à partir des signaux de l'un de ces capteurs, et dans laquelle - la vitesse d'embardée est calculée à partir des signaux électriques d'au moins un de ces capteurs. L'invention concerne de plus un montage pour compenser les erreurs de signal d'un capteur dans un véhicule automobile, notamment d'un capteur de vitesse d'embardée utilisé dans une régulation de la stabilité de conduite d'un véhicule automobile qui comprend un appareil de commande exploitant les signaux de plusieurs capteurs et une mémoire recevant des valeurs obtenues, - dans laquelle il est déterminé dans l'appareil de commande, à partir des signaux électriques d'un capteur d'angle de volant de direction, de capteurs de vitesses de rotation des roues ou d'un capteur d'accélération transversale un état de conduite dans lequel le décalage du capteur de vitesse d'embardée peut être déterminé de manière univoque, et, dans cet état de conduite le décalage obtenu à partir des signaux de l'un de ces capteurs, et dans lequel - la vitesse d'embardée est calculée à partir des signaux électriques d'au moins un de ces capteurs. 2 2730064 Un procédé de ce genre pour compenser les erreurs de signal d'un capteur de vitesse d'embardée est utilisé par exemple pour la régulation de la stabilité de conduite dans un véhicule automobile, dans laquelle les signaux du capteur de vitesse d'embardée sont exploités et un mouvement d'embardée, c'est-à-dire une rotation par rapport à l'axe vertical du véhicule automobile qui n'est pas provoqué volontairement par le conducteur, contrecarré, par exemple par des attaques de freinage adéquates. Les signaux fournis par les capteurs sont faussés par des influences parasites - comme par exemple la température du capteur ou la fixation des 1o matériaux du capteur. Afin d'obtenir un résultat de mesure précis, il faut que les erreurs de signal dues à ces influences parasites soient compensées. Dans une commande connue de la dynamique de conduite, qui comporte entre autres un capteur de vitesse d'embardée, la température ambiante est détectée par un capteur de température et la variation des courbes caractéristiques du capteur en fonction de la température prise en compte dans une ou plusieurs unités d'exploitation ( DE-A 42 28 893). Un montage pour exploiter les signaux d'un capteur de vitesse d'embardée, dans lequel la variation des signaux du capteur en fonction de la température est compensée à l'aide d'un capteur de température, est connu par notre demande antérieure de brevet allemande P 43 40 790.6. Un procédé de compensation de la température d'un signal de capteur nécessite également un capteur de température. L'invention vise à compenser sans dépense supplémentaire en circuits des erreurs de signal d'un capteur dues à des influences parasites. On y parvient conformément à l'invention par un procédé et par un montage caractérisés - en ce que, au début et à la fin d'un intervalle de temps prescrit, il est déterminé des états de conduite dans lesquels les vitesses d'embardée du véhicule automobile peuvent être déterminées de manière univoque et différenciées les unes des autres, et, à ces instants, les vitesses d'embardée calculées et les tensions des signaux associées du capteur de vitesse d'embardée maintenues fixes, - en ce que la sensibilité du capteur de vitesse d'embardée est calculée à partir des vitesses d'embardée calculées et des tensions associées de ses signaux, 3 2730064 - en ce que, à l'aide de la dépendance fonctionnelle du décalage et de la sensibilité vis-à-vis de la température, différentes valeurs du décalage et de la sensibilité sont associées par couples et mises en mémoire, et en ce que les erreurs de décalage et les erreurs de sensibilité du capteur de vitesse d'embardée sont compensées par les valeurs mises en mémoire. Entre des états de conduite, pour lesquels le décalage du capteur de vitesse d'embardée peut être déterminé de manière univoque, le décalage est obtenu de préférence par un filtrage de longue durée. De préférence la sensibilité et/ou le décalage du capteur de vitesse d'embardée sont ajustés par calcul. La sensibilité du capteur de vitesse d'embardée est calculée de préférence par la formule E- -2 U,-U2 dans laquelle yrefl et Vref2 sont les vitesses d'embardée calculées en deux instants et U1 et U2 les tensions associées des signaux du capteur de vitesse d'embardée. De préférence, le décalage et la sensibilité du capteur de vitesse d'embardée sont obtenus pendant un état de conduite classifié. De préférence, I'appareil de commande contient un algorithme de calcul de taux d'embardée de référence et un algorithme pour obtenir et ajuster le décalage et la sensibilité du capteur de vitesse d'embardée. Les avantages de l'invention consistent notamment en ce que la dépense liée à un capteur de température peut être supprimée et en ce que, de plus, également d'autres influences parasites, comme par exemple celles qui sont dues au vieillissement du capteur, peuvent être prises en compte conjointement. Un exemple de réalisation de l'invention est explicité dans ce qui suit à l'aide du dessin. Au dessin: la figure 1 représente schématiquement un véhicule automobile comportant un appareil de commande par lequel le procédé suivant l'invention est mis en oeuvre; la figure 2 représente symboliquement une idée qui est au coeur de l'invention; la figure 3 représente les courbes du décalage et de la sensibilité d'un capteur de vitesse d'embardée en fonction de la température, la figure 4 représente la courbe de sensibilité d'un capteur de vitesse d'embardée en fonction du décalage, et la figure 5 représente un diagramme que reproduit le programme de calcul qui est à exécuter dans le procédé suivant l'invention. Un véhicule 1 automobile (figure 1) comporte un montage 2 pour 1o compenser des erreurs de signal d'un capteur 3 de vitesse d'embardée. Le montage 2 est par exemple réalisé sous la forme d'un micro-ordinateur connu qui contient un algorithme 4 de calcul d'un taux d'embardée de référence, ainsi qu'un algorithme 6 pour déterminer le décalage et la sensibilité du capteur 3 de taux d'embardée et qui réalise ces algorithmes, comme cela sera encore décrit. On utilise ici, au lieu de l'expression vitesse d'embardée qui convient à proprement parler, l'expression, plus courte et souvent utilisée entre-temps, de taux d'embardée. Le montage 2 fait partie d'un appareil 8 de commande électronique, qui peut être par exemple un appareil de commande d'ABS, d'ARS ou de RSC (régulation de la stabilité de conduite), dans lequel les signaux foumrnis par le capteur 3 de taux d'embardée et par d'autres capteurs sont exploités et utilisés pour commander et réguler le dispositif d'entraînement du véhicule 1 automobile. Quatre capteurs 9 à 12 de la vitesse de rotation des roues mesurent les vitesses de rotation n1 à n4 de quatre roues 14 à 17 du véhicule 1 automobile. D'autres capteurs sont reliés à l'appareil 8 de commande et au montage 2: un capteur 18 de l'angle du volant de direction qui est relié à une colonne 19 de direction et qui mesure l'angle de rotation d'un volant 20 de direction, éventuellement un capteur 22 d'accélération transversale ainsi qu'un capteur 23 d'accélération longitudinale. L'appareil 8 de commande reçoit des données d'un actuateur ou d'un acteur 24 et lui transmet des instructions de commande; il est relié à cet actuateur par un conducteur 26 de données bidirectionnel qui est par exemple constitué sous forme de bus et qui est représenté au dessin par une flèche large. L'actuateur 24 est relié aux freins agissant sur les quatre roues 14 à 17 2730064 par l'intermédiaire de conduites de pression - représentées au dessin par des traits épais - et il commande la pression de freinage de chacune des roues individuellement, et cela comme chaque fonction l'exige (ABS, ASR,...). Les capteurs représentés à la figure 1 sont reliés à l'appareil 8 de commande par des conducteurs de signaux - représentés au dessin par des traits fins. Une idée de base de l'invention est explicitée maintenant à l'aide de la figure 2. Si le décalage du capteur 3 de taux d'embardée, c'est-à-dire l'ordonnée du point zéro ou l'écart du signal du capteur de taux d'embardée 1o par rapport à la valeur de tension égale à zéro lorsqu'il n'y a pas de mouvement d'embardée, est déterminé d'une manière quelconque, on peut, par l'intermédiaire de la courbe de la sensibilité en fonction de la température qui est mise en mémoire sous la forme d'une table dans une mémoire 28, décider de la sensibilité du capteur 3 de taux d'embardée. Inversement, pour une sensibilité déterminée d'une manière quelconque, on peut, par l'intermédiaire de la courbe du décalage en fonction de la température qui est mise en mémoire également sous la forme d'une table dans la mémoire 28, décider du décalage du capteur de taux d'embardée. Les informations mises en mémoire dans la table peuvent être "apprises" par l'appareil de commande lui-même, c'est-à-dire obtenues par des essais, mises en mémoire et améliorées de manière adaptative. L'opération d'apprentissage est maintenant explicitée à l'aide de la figure 3. Afin de déterminer le décalage et d'ajuster ce décalage et la sensibilité obtenue par l'intermédiaire de la température à partir du décalage, on utilise par exemple les situations de conduite suivantes. A. dynamique longitudinale constante pendant un cycle de conduite: il est contrôlé que l'angle du volant de direction coïncide avec la valeur zéro pendant un intervalle de temps prescrit, une certaine tolérance étant admise, et la valeur du décalage du signal du capteur est déterminée. Dans le cas o un capteur d'accélération transversale est présent dans le véhicule automobile, il est contrôlé que l'accélération transversale mesurée coïncide avec la valeur zéro pendant un intervalle de temps prescrit, une certaine tolérance de par exemple 0,05 g étant admise, et la valeur du décalage du capteur de taux d'embardée du capteur est déterminée. B. Arrêt du véhicule automobile pendant un cycle de conduite: il est contrôlé que les quatre vitesses de rotation des roues fournies par les capteurs 9 à 12 coïncident avec la valeur zéro pendant un intervalle de temps prescrit, une certaine tolérance étant admise, et la valeur du décalage du capteur de taux d'embardée est déterminée. Lorsque l'on fixe l'intervalle de temps, il faut prendre garde à la période d'oscillation ultérieure du véhicule automobile et à la durée de blocage possible sur les quatre roues pendant une opération de freinage. Entre les états de conduite exposés précédemment, dans lesquels le décalage du capteur de taux d'embardée peut être déterminé directement, les io valeurs de décalage sont obtenues par l'intermédiaire d'un filtrage de longue durée (filtrage par un filtre passe-haut) suivant un des procédés de filtrage connus en général. Afin de déterminer la sensibilité et d'ajuster ensuite la sensibilité et le décalage par l'intermédiaire de la température obtenue à partir de la sensibilité du capteur de taux d'embardée, on utilise les situations de conduite exposées dans ce qui suit: La sensibilité est calculée suivant la formule suivante: E _,,, -,2l (Fl) U, - U2 Au début t1 et à la fin t2 d'un intervalle de tempsAt = t2 - t1 prescrit, un taux d'embardée Wrefl et Vref2 de référence est déterminé et les tensions U1 et U2 de signal du capteur 3 de taux d'embardée associées sont mesurées. on désigne ici comme taux d'embardée de référence un taux d'embardée qui est calculé de manière connue à partir des signaux d'autres capteurs que le capteur de taux d'embardée, par exemple à partir des signaux du capteur 18 d'angle du volant de direction et des capteur 9 à 12 de vitesse de rotation des roues ou du capteur 22 d'accélération transversale. Pour déterminer les taux d'embardée de référence, il faut choisir deux états de conduite aux instants t2 et t1 pour lesquels d'une part le taux d'embardée peut être déterminé de manière univoque et, pour lesquels d'autre part, les valeurs des taux d'embardée sont différentes l'une de l'autre. Des états de conduite de ce genre sont par exemple, comme cela a été mentionné, la conduite en ligne droite et la conduite en courbe avec un petite accélération transversale (par exemple ou = 0,4 g). 7 2730064 Entre le décalage et la sensibilité d'un capteur de taux d'embardée d'une part et la température d'autre part, il peut exister des dépendances fonctionnelles linéaires ou non linéaires. Il est représenté à la figure 3 le cas d'une dépendance linéaire entre la température et le décalage (diagramme du haut) et une dépendance linéaire entre la température et la sensibilité (diagramme du bas). Si le décalage est déterminé par une mesure M1 dans un état de conduite dans lequel il peut être déterminé de manière univoque, la sensibilité associée du capteur de taux d'embardée peut être lue directement par la io température, comme cela est mis en évidence à la figure 3 par la flèche de gauche, en traits pleins et dirigée vers le bas. Si, en revanche, la sensibilité est déterminée par une mesure M2 dans un état de conduite dans lequel elle peut être déterminée de manière univoque, la valeur associée du décalage du capteur de taux d'embardée peut être lue également directement par la température (flèche de droite, en tirets et dirigée vers le haut). En raison de ce rapport univoque entre les deux paramètres du capteur, la sensibilité peut être portée également directement en fonction du décalage du capteur de taux d'embardée (figure 4). Ce rapport est mis en mémoire dans la table de la mémoire 28 sous la forme de coordonnées de points de la courbe qui sont rendus reconnaissables à la figure 4 par des points. Les valeurs entre ces points de la courbe sont calculées par interpolation. S'il existe entre la température et le décalage du capteur de taux d'embardée une dépendance linéaire, mais entre la température et la sensibilité une dépendance non linéaire, la sensibilité associée peut aussi être déterminée directement par la température à partir d'une valeur de décalage mesurée. Si la variation de la sensibilité en fonction la température est une fonction qui ne croît ou ne décroît pas de manière monotone, il ne peut pas être associé à une sensibilité, qui a été calculée dans un état de conduite approprié, une température univoque ni non plus ainsi une valeur univoque du décalage. Il en va de même, mutatis mutandis, pour le cas de la dépendance linéaire entre la sensibilité et la température et de la dépendance non linéaire entre le décalage et la température. Si, enfin, les deux paramètres ne sont des fonctions ni linéaires ni monotones de la température, le procédé suivant l'invention donne des associations qui ne sont pas univoques. 8 2730064 Le procédé suivant l'invention est mis en oeuvre dans l'appareil 8 de commande en exécutant un programme qui correspond au diagramme de la figure 5. Les étapes suivantes de programme sont exécutées: S0 les signaux du capteurs sont entrés et préparés, par exemple filtrés. L'instant t présent est associé à la variable t2. S1A II est déterminé s'il est présent un état de conduite à partir duquel il peut être décidé directement du décalage (par exemple un arrêt du véhicule). S1B Le décalage présent est calculé et un bit de calcul du décalage est mis à la valeur '"true". S1 II est vérifié s'il est présent un état de conduite à partir duquel le décalage peut être déterminé par le fait qu'un taux d'embardée de référence peut être calculé. Si "non", il est effectué une dérivation vers l'étape S6. S2 La tension U entrée est associée à la variable Uref2. Le taux d'embardée de référence est calculé. S3 II est vérifié si un intervalle de temps At > ou = t2 - tl prescrit a été respecté. Si "non", il est effectué une dérivation vers S6. S4 Le décalage est calculé à partir des valeurs Uref2, 'ref2 et d'une valeur E de sensibilité valable. S5 Le bit de correction du décalage est mis sur "true". L'instant t2 est mémorisé sous la variable t1. S6 II est vérifié s'il est présent un état de conduite dans lequel la sensibilité peut être déterminée, c'est-à-dire pour lequel un taux d'embardée de référence peut être calculé pour déterminer la sensibilité. S7 la tension U entrée est associée à la variable Uref2. Le taux d'embardée de référence est calculée. S8 II est vérifié si un intervalle de temps At > ou = t2 - t3 prescrit a été respecté. Si "non", il est effectué une dérivation vers S14. S9 La sensibilité est calculée à partir de Uref2, tref2 et de Urefl, Yref1l L'instant t3 est associé à la variable t2. S10 II est demandé si le bit de calcul du décalage est mis sur "true". Si "non", il est effectué une dérivation vers S17. S 11 L'erreur de décalage et l'erreur de sensibilité sont compensées. 9 2730064 S12 La tension Uref2 est associée à la variable Urefl. S1 3 le taux Vref2 d'embardée est associé à la variable Brefl. S14 II est demandé si le bit de calcul de décalage est mis sur "true". Si "non", il est effectué une dérivation vers S15. S15 Le décalage est déterminé par un filtrage de longue durée (filtre passe-haut). S16 La sensibilité est déterminée à partir du décalage obtenu (par interpolation des tables mises en mémoire dans la mémoire 28). S.17 Le décalage est déterminé à partir de la sensibilité obtenue (par io interpolation des tables mises en mémoire dans la mémoire 28). Le décalage du capteur 3 de vitesse d'embardée peut être ainsi à tout moment être ajusté ou sa sensibilité réglée sans que l'on n'ait besoin à cet effet d'un capteur de température. 2730064 Revendications 1. Procédé pour compenser les erreurs de signal d'un capteur dans un véhicule automobile, notamment d'un capteur de vitesse d'embardée utilisé dans une régulation de la stabilité de conduite d'un véhicule automobile, dans lequel: - il est déterminé à partir des signaux électriques d'un capteur d'angle de volant de direction, de capteurs de vitesses de rotation ou d'un capteur d'accélération transversale un état de conduite dans lequel le décalage du capteur de vitesse d'embardée peut être déterminé de manière univoque, et, i0 dans cet état de conduite, le décalage obtenu à partir des signaux de l'un de ces capteurs, et dans lequel - la vitesse d'embardée est calculée à partir des signaux électriques d'au moins un de ces capteurs; caractérisé: - en ce que, au début et à la fin d'un intervalle de temps prescrit, il est déterminé des états de conduite dans lesquels les vitesses d'embardée du véhicule automobile peuvent être déterminées de manière univoque et différenciées les unes des autres, et, à ces instants, les vitesses d'embardée calculées et les tensions des signaux associées du capteur de vitesse d'embardée maintenues fixes, - en ce que la sensibilité du capteur de vitesse d'embardée est calculée à partir des vitesses d'embardée calculées et des tensions associées de ses signaux, - en ce que, à l'aide de la dépendance fonctionnelle du décalage et de la sensibilité vis-à-vis de la température, différentes valeurs du décalage et de la sensibilité sont associées par couples et mises en mémoire, et - en ce que les erreurs de décalage et les erreurs de sensibilité du capteur de vitesse d'embardée sont compensées par les valeurs mises en mémoire. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, entre des états de conduites, pour lesquels le décalage du capteur de vitesse d'embardée peut être déterminé de manière univoque, le décalage est obtenu par un filtrage de longue durée. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la sensibilité et/ou le décalage du capteur de vitesse d'embardée sont ajustés par calcul. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la sensibilité (E) du capteur de vitesse d'embardée est calculée par la formule E- 'I,E -l' Iof2 Ul -U2 dans laquelle Vrefl et Vref2 sont les vitesses d'embardée calculées en deux instants et U1 et U2 les tensions associées des signaux du capteur de vitesse d'embardée. 5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le décalage et la sensibilité du capteur de vitesse d'embardée sont obtenus pendant un état de conduite classifié. 6. Montage pour compenser les erreurs de signal d'un capteur dans un véhicule automobile, notamment d'un capteur (3) de vitesse d'embardée utilisé dans une régulation de la stabilité de conduite d'un véhicule automobile qui comprend un appareil de commande exploitant les signaux de plusieurs capteurs (18, 22, 23) et une mémoire (28) recevant des valeurs obtenues, - dans lequel il est déterminé dans l'appareil de commande, à partir des signaux électriques d'un capteur d'angle de volant de direction, de capteurs de vitesses de rotation ou d'un capteur d'accélération transversale (respectivement 18, 9 à 12 et 22) un état de conduite dans lequel le décalage du capteur (3) de vitesse d'embardée peut être déterminé de manière univoque, et, dans cet état de conduite le décalage obtenu à partir des signaux de l'un de ces capteurs (18, 22, 23), et dans lequel - la vitesse d'embardée est calculée à partir des signaux électriques d'au moins un de ces capteurs (18, 22, 23); caractérisé - en ce que, au début et à la fin d'un intervalle de temps (t1, t2) prescrit, il est déterminé des états de conduite dans lesquels les vitesses (y) d'embardée du véhicule automobile peuvent être déterminées de manière univoque et 12 2730064 différenciées les unes des autres, et, à ces instants, à partir des signaux électriques de l'un de ces capteurs (18, 9 à 12 ou 22) les vitesses d'embardée calculées et les tensions (U1, U2) des signaux associées du capteur de vitesse d'embardée maintenues fixes - en ce que la sensibilité (E) du capteur de vitesse d'embardée est calculée à partir des vitesses d'embardée calculées et des tensions (U1, U2) associées de ses signaux, - en ce que, à l'aide de la dépendance fonctionnelle du décalage et de la sensibilité vis-à-vis de la température, différentes valeurs du décalage et de la sensibilité sont associées par couples et mises en mémoire dans la mémoire (28), et - en ce que les erreurs de décalage et les erreurs de sensibilité du capteur (3) de vitesse d'embardée sont compensées par les valeurs mises en mémoire. 7. Montage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'appareil (8) de commande contient un algorithme (4) de calcul de taux (yref1, yUref2) d'embardée de référence et un algorithme pour obtenir et ajuster le décalage et la sensibilité (E) du capteur (3) de vitesse d'embardée.