Brevet FR2852696A1 — publié le 20040924

I La présente invention concerne un procédé de détermination de la vitesse d'un véhicule, notamment en cas de défaillance du capteur prévu à cet effet. Sur les véhicules (voiture, camion, moto etc...) modernes un capteur 5 permettant de déterminer la vitesse du véhicule est prévu. Ce capteur est imposé par la plupart des législations pour permettre au conducteur de connaître et maîtriser la vitesse de son véhicule. Ce capteur sert toutefois également au bon fonctionnement de dispositifs électroniques qui utilisent cette donnée, tels par exemple un régulateur de vitesse. En cas de défaillance du capteur de vitesse, le conducteur du véhicule ne connaît pas sa vitesse (d'o un risque d'excès de vitesse par exemple) et les dispositifs embarqués utilisant cette donnée deviennent inopérants. Ces dispositifs étant relativement nombreux, l'information donnée par le capteur de vitesse devient importante. En effet, le capteur de vitesse permet également de 15 déterminer la distance parcourue par le véhicule. Sans l'information donnée par ce capteur, il devient alors impossible de prévoir les opérations de maintenance qui sont déterminées en fonction du kilométrage parcouru. Actuellement, pour pallier une défaillance du capteur de vitesse, un second capteur est prévu. Ce second capteur prend alors le relais du premier 20 lorsque celui-ci est défaillant. Cette solution est satisfaisante sauf que son prix de revient est relativement élevé. Cette solution est donc plutôt réservée à des véhicules haut de gamme. La présente invention a alors pour but de pouvoir pallier la défaillance d'un capteur de vitesse sans avoir à augmenter sensiblement le prix de revient du 25 véhicule. L'idée à l'origine de la présente invention est de se servir d'une information disponible par ailleurs dans le véhicule qui permette le calcul de la vitesse de celui-ci. La présente invention propose ainsi un procédé de détermination de la 30 vitesse d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - détermination du couple s'exerçant sur une roue, - calcul à partir du couple déterminé d'une vitesse dérivée, et - intégration de la vitesse dérivée pour obtenir la vitesse du véhicule en utilisant comme constante d'intégration une vitesse initiale connue. La vitesse dérivée calculée peut être une vitesse angulaire dérivée ou bien encore une vitesse linéaire dérivée. Elle correspond par exemple dans un 5 premier cas à la vitesse angulaire de la roue et dans le second cas à la vitesse linéaire du véhicule, c'est-à-dire la vitesse que l'on cherche à déterminer. Il peut bien entendu également s'agir d'une telle vitesse multipliée par une valeur constante (moment d'inertie, rayon, masse, etc) au cours du temps, dépendante éventuellement du système considéré. En utilisant un tel procédé, on arrive à déterminer la vitesse du véhicule sans avoir à prévoir un second capteur de vitesse. La valeur du couple au niveau d'une roue est disponible par exemple soit par un capteur monté sur le véhicule soit à partir de calculs effectués dans un calculateur embarqué à bord de ce véhicule. De cette manière, la détermination de vitesse selon l'invention peut être 15 utilisée en cas de défaillance du capteur de vitesse pour un fonctionnement en mode dégradé sans avoir à prévoir un second capteur de vitesse qui est onéreux. Dans une première forme de réalisation de l'invention, le couple s'exerçant sur la roue est par exemple déterminé par mesure. Cette dernière peut être effectuée par une jauge de contrainte se trouvant avantageusement sur un 20 arbre transmettant le couple du moteur à la roue. Dans une autre forme de réalisation, le couple s'exerçant sur la roue est par exemple déterminé par un calculateur se trouvant à bord du véhicule. Il s'agit par exemple d'un calculateur secondaire utilisé pour la gestion d'un système destiné à éviter le blocage des roues du véhicule. Dans un tel procédé, la valeur initiale utilisée pour l'intégration est par exemple la dernière valeur de vitesse déterminée par un capteur de vitesse avant la détection de la panne de ce dernier. Cette valeur initiale peut être aussi la valeur nulle de la vitesse détectée lorsque le véhicule est à l'arrêt et son moteur coupe. Le procédé selon l'invention est avantageusement mis en oeuvre en permanence, et alors la vitesse ainsi déterminée est de préférence comparée régulièrement à la vitesse mesurée par un capteur de vitesse. Ceci permet de contrôler si les capteurs mis en oeuvre fonctionnent normalement ou non. Des détails et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur lequel: L'unique figure représente schématiquement un organigramme d'un procédé selon l'invention. La présente invention est décrite par application à la détermination de la vitesse dans un véhicule automobile. Un tel véhicule comporte généralement quatre roues. Le plus souvent deux de ces roues, ou les quatre, sont motrices. Ces roues motrices sont reliées mécaniquement à un moteur par l'intermédiaire 10 d'une boîte de vitesses. Ce moteur transmet aux roues motrices un couple qui permet au véhicule d'avancer (ou de reculer). Diverses forces s'opposent à cet avancement: les frottements des roues sur la chaussée, la résistance de l'air, etc.... Ces efforts résistants se traduisent au niveau de la roue par l'apparition d'un couple résistant qui vient s'opposer au couple moteur. Lorsque le couple 15 moteur reçu par une roue est supérieur au couple résistant, la vitesse angulaire de la roue augmente et le véhicule accélère. De même, lorsque le couple résistant est supérieur au couple moteur reçu par la roue, la vitesse angulaire de la roue décroît et le véhicule décélère. L'idée originale à la base de la présente invention est alors de se servir du couple global s'exerçant sur une roue (motrice 20 ou non) pour déterminer la vitesse du véhicule. La manière de procéder est décrite ci-après. Généralement, la vitesse d'un véhicule est déterminée par un capteur de vitesse, disposé par exemple au niveau de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses du véhicule. Il existe également d'autres types de capteur de vitesse 25 connus de l'homme du métier, mesurant par exemple la vitesse du véhicule directement à une roue de celui-ci. Un tel capteur de vitesse est généralement relié à une unité centrale de contrôle et de gestion du moteur qui retransmet au conducteur l'information reçue du capteur par l'intermédiaire d'un tachymètre monté sur le tableau de bord du véhicule. Cette information concerne la vitesse et 30 est également utilisée pour déterminer la distance parcourue par le véhicule, déterminer les émissions de polluant de ce véhicule, etc.... Ainsi, en cas de panne du capteur de vitesse, il convient de faire réparer rapidement le véhicule. La présente invention propose un procédé pour déterminer en mode dégradé la vitesse du véhicule à partir d'informations disponibles dans ce véhicule. Ainsi, ce procédé en mode dégradé n'entraîne pas de surcoût du véhicule. Ceci est avantageux par rapport à l'état de la technique car pour pallier la défaillance d'un capteur de vitesse, il est généralement prévu d'avoir un second, voire un troisième, capteur de vitesse. L'information concernant le couple à une roue peut être disponible par exemple à partir d'une jauge de contrainte disposée sur l'axe de la roue ou bien encore au niveau d'un cardan. Dans les véhicules équipés d'un système évitant le blocage des roues lors d'un freinage, un calculateur secondaire est associé à ce système anti-blocage pour la gestion de celuici. Certaines versions de ces 10 systèmes anti-blocage prévoient le calcul au niveau de ce calculateur secondaire du couple exercé sur chaque roue dont on veut éviter le blocage. Une première étape consiste alors, comme représenté sur la première case de l'organigramme de la figure 1, à partir du mouvement d'une roue, à déterminer le couple C s'exerçant sur celle-ci. Cette détermination peut être 15 réalisée comme indiqué plus haut ou de toute autre manière. Le couple C obtenu correspond au couple global exercé sur la roue, c'està-dire qu'il est la résultante des couples moteur et résistant s'exerçant sur cette roue. Les lois de la mécanique des solides nous indiquent que ce couple est proportionnel à la dérivée seconde de la position angulaire de la roue ou bien 20 encore à la dérivée première de la vitesse angulaire oe de cette roue. On a l'égalité suivante: C = I (d co/dt) o I est une grandeur physique constante pour la roue considérée. On sait d'autre part que la vitesse V du véhicule est directement 25 proportionnelle à la vitesse angulaire d'une roue de ce véhicule dans le cas d'un roulement sans glissement ou d'un roulement avec glissement constant, cas supposé ici. On a donc: V = a * o o a est une constante dépendant de la roue, et notamment du 30 diamètre de celle-ci. On en déduit l'équation suivante: V = dV/dt= (a/c) * C Cette seconde étape de calcul est symbolisée dans la deuxième case de l'organigramme de la figure ci-jointe. Par intégration, il est possible de connaître la valeur de la vitesse V du véhicule. Il convient, pour réaliser cette intégration, de choisir une bonne constante d'intégration. Dans une première forme de réalisation de l'invention, on propose de 5 calculer en permanence la vitesse du véhicule par le procédé selon l'invention. La vitesse initiale servant alors de constante d'intégration est la vitesse nulle du véhicule lorsque celui-ci est arrêté, de préférence moteur coupé. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, on propose de prendre comme constante d'intégration la dernière vitesse délivrée par le capteur 10 de vitesse avant la détection d'une défaillance de celui-ci. De ces deux manières, on arrive à obtenir une indication fiable de la vitesse du véhicule. Il convient toujours d'emmener son véhicule au garage pour le faire réparer en cas de défaillance du capteur de vitesse. Toutefois, le mode dégradé mis en oeuvre à moindre coût donne des indications fiables sur la vitesse 15 du véhicule permettant un fonctionnement quasi normal de celui-ci. Dans le cas o la vitesse du véhicule est déterminée en permanence par le procédé selon l'invention, on peut à intervalles de temps réguliers comparer la vitesse calculée avec un procédé selon l'invention à la vitesse obtenue par le capteur de vitesse. Cette comparaison peut être utilisée pour vérifier le bon 20 fonctionnement des capteurs. Lorsque les deux valeurs de vitesse coïncident sensiblement, elles peuvent toutefois présenter un léger décalage. On peut alors considérer que le capteur de vitesse indique une vitesse exacte alors que la vitesse obtenue par le procédé selon l'invention est légèrement erronée. La vitesse du capteur de vitesse peut alors être utilisée pour rectifier la vitesse 25 obtenue par le procédé selon l'invention et ainsi éviter par la suite de cumuler des erreurs. La vitesse du capteur de vitesse est alors choisie comme nouvelle valeur initiale d'intégration. Le procédé selon l'invention présente en outre l'avantage de pouvoir être facilement mis en oeuvre dans un véhicule. Les calculs nécessaires pour la 30 détermination de la vitesse sont des moyens de calcul habituels pour l'homme du métier et peuvent facilement être mis en oeuvre dans tout calculateur présent dans un dispositif de commande et de gestion d'un véhicule automobile moderne. La présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation et à ses variantes décrites ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs. Elle concerne également toutes les variantes de réalisation à la portée de l'homme du métier. REVENDICATIONS 1. Procédé de détermination de la vitesse d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - détermination du couple s'exerçant sur une roue, - calcul à partir du couple déterminé d'une vitesse dérivée, et - intégration de la vitesse dérivée pour obtenir la vitesse du véhicule en utilisant comme constante d'intégration une vitesse initiale connue. 2. Procédé de détermination de la vitesse d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couple s'exerçant sur la roue est déterminé par mesure. 3. Procédé de détermination de la vitesse d'un véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que la mesure est effectuée par une jauge de contrainte. 4. Procédé de détermination de la vitesse d'un véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que la jauge de contrainte est disposée sur un 15 arbre transmettant le couple du moteur à la roue. 5. Procédé de détermination de la vitesse d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couple s'exerçant sur la roue est déterminé par un calculateur se trouvant à bord du véhicule. 6. Procédé de détermination de la vitesse d'un véhicule selon la 20 revendication 5, caractérisé en ce que le calculateur est un calculateur secondaire utilisé par exemple pour la gestion d'un système destiné à éviter le blocage des roues du véhicule. 7. Procédé de détermination de la vitesse d'un véhicule selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la valeur initiale utilisée pour 25 l'intégration est la dernière valeur de vitesse déterminée par un capteur de vitesse avant la détection de la panne de ce dernier. 8. Procédé de détermination de la vitesse d'un véhicule selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la valeur initiale utilisée pour l'intégration est la valeur nulle de la vitesse détectée lorsque le véhicule est à 30 l'arrêt et son moteur coupé. 9. Procédé de détermination de la vitesse d'un véhicule selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre en permanence, et en ce que la vitesse ainsi déterminée est comparée régulièrement à la vitesse mesurée par un capteur de vitesse.