Brevet FR2906518A1 — publié le 20080404

Procédé de détection de reprise d'adhérence d'une roue de véhicule automobile. L'invention concerne un procédé de détection de reprise d'adhérence d'une roue de véhicule automobile, en particulier de l'instant où elle commence à reprendre de l'adhérence au sol après avoir glissé, c'est-à-dire l'instant où sa vitesse de rotation redevient cohérente avec la vitesse réelle du véhicule. Cette information de reprise d'adhérence après glissement est utile dans plusieurs applications concernant l'intégration de systèmes actifs sur les véhicules automobiles, dont l'objectif est d'améliorer le comportement du véhicule et par conséquent la sécurité du conducteur. Cette information permet notamment d'identifier les vitesses des roues utilisables pour une estimation de la vitesse de référence du véhicule et est utilisée dans les systèmes actifs de sécurité tels que l'anti-blocage des roues ABS ou le contrôle de la traction, dans le système de diagnostic de l'état du véhicule ou bien encore pour des stratégies d'interdiction de récupération sur un véhicule hybride à quatre roues motrices. Ce procédé est particulièrement bien adapté aux véhicules à quatre roues motrices ou aux véhicules hybrides. Il est également tout à fait adapté aux véhicules à traction comme à propulsion. La demande de brevet US 2005/0080547 déposée au nom de GENERAL MOTORS CORPORATION, concerne un procédé de détection d'une roue qui reprend de l'adhérence sur le sol après glissement, mais uniquement dans le cas où l'on connaît la vitesse de rotation d'une roue non motrice. II n'est donc pas utilisable dans le cas des véhicules à quatre roues motrices. Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients en proposant un procédé de détection de la reprise d'adhérence après glissement d'une roue d'un véhicule automobile, à partir d'une mesure de la vitesse de rotation de la roue et d'une estimation de la vitesse de référence du véhicule d'une part et à partir d'une estimation de la dérivée de glissement d'autre part, comprenant les étapes suivantes : calcul du glissement absolu de la roue à partir de la vitesse estimée du véhicule et de la vitesse de rotation mesurée de la roue ; estimation de l'instant où la roue commence à glisser ; 2906518 2 définition du caractère non fiable du glissement de la roue établi à partir de l'estimation de la vitesse de référence du véhicule ; détermination des conditions de réhabilitation de la roue du véhicule ; détection de l'instant de reprise d'adhérence au sol de ladite roue en 5 fonction de la fiabilité du glissement. Selon une autre caractéristique du procédé de détection, la détection de l'instant de reprise d'adhérence au sol après glissement d'une roue du véhicule est réalisée à partir des signaux suivants : 10 - la dérivée dSx du glissement absolu de la roue considérée, estimée indépendamment de la vitesse du véhicule, - le glissement de la roue SxNref à partir de la vitesse longitudinale du véhicule estimée, - le signal booléen dRG définissant l'instant de détection du glissement de la 15 roue, - le signal booléen ( SxNref non fiable ) définissant le caractère non fiable du glissement absolu de la roue établi à partir d'une estimation de la vitesse du véhicule, - le signal booléen R de réhabilitation de la roue, 20 dans le cas où le glissement de la roue établi à partir de la vitesse estimée du véhicule est fiable, et sous deux conditions : la première quand le glissement de la roue SxNref est considéré comme faible, inférieur à un seuil SG prédéfini et la deuxième quand la condition de réhabilitation de la roue est remplie et qu'aucune nouvelle détection de roue glissante n'est constatée. 25 Selon une autre caractéristique du procédé de détection, la détection de l'instant de reprise d'adhérence au sol après glissement d'une roue du véhicule est réalisée à partir des signaux suivants : - la dérivée dSx du glissement absolu de la roue considérée, estimée 30 indépendamment de la vitesse du véhicule, - le glissement de la roue SxNref à partir de la vitesse longitudinale du véhicule estimée, - le signal booléen dRG définissant l'instant de détection du glissement de la roue, 35 - le signal booléen ( SxNref non fiable ) définissant le caractère non fiable du glissement absolu de la roue établi à partir d'une estimation de la vitesse du véhicule, 2906518 3 - le signal booléen R de réhabilitation de la roue, dans le cas où le glissement, établi à partir de la vitesse estimée du véhicule, n'est pas fiable, par le seul signal R de réhabilitation de la roue. 5 Selon une autre caractéristique du procédé de détection, la détermination du signal de réhabilitation de la roue comporte les étapes suivantes : - définition du démarrage de l'intégration de la valeur absolue de la dérivée du glissement par comparaison de sa valeur avec un seuil Si constant prédéfini, - déclenchement simultané d'une temporisation mesurant le temps d'intégration 10 et délivrant un signal de sortie FR2 égal à 1 quand une valeur prédéfinie Ttempo est atteinte, - intégration de la valeur absolue de la dérivée dSX du glissement de la roue, - comparaison de la valeur de l'intégrale obtenue avec un seuil SR dit de réhabilitation et délivrance d'un signal FR1 représentant une condition de 15 réhabilitation de la roue si le glissement de la roue est inférieur audit seuil, - délivrance d'un signal de réhabilitation R par addition des deux signaux booléens FR1 représentant une condition de réhabilitation cle la roue et FR2 de temporisation. 20 Selon une autre caractéristique du procédé de détection, la définition des conditions d'intégration de la dérivée de la valeur absolue du glissement de la roue consiste, dans le cas où la roue glissait au pas précédent de calcul, et qu'elle est susceptible de ne plus glisser car la valeur absolue de la dérivée du glissement est inférieure à un seuil Si constant prédéfini, à autoriser l'intégration de la dérivée du 25 glissement dSX jusqu'à ce que le signal booléen FR, de réhabilitation devienne nul si la valeur absolue de la dérivée du glissement est supérieure à un seuil dit de réhabilitation, ou jusqu'à ce que la roue adhère à nouveau à la route. Selon une autre caractéristique du procédé de détection, la temporisation 30 mesurant le temps d'intégration par incrémentation d'un compteur est déclenchée en même temps que l'intégration de la valeur absolue de la dérivée du glissement et délivre un signal de sortie FR2 égal à 1 quand une valeur prédéfinie Ttempo est atteinte, ledit compteur étant remis à 0 dans les trois cas suivants : quand la valeur absolue de la dérivée du glissement est supérieure au seuil Si signifiant que le glissement de la 35 roue est trop important, ou que la roue ne glissait pas au pas de calcul précédent d;j v = 0, ou que le signal représentatif d'une condition de réhabilitation de la roue FR1 au pas de calcul précédent est égal à 0. 2906518 4 Selon une autre caractéristique du procédé de détection, les paramètres de réglage du procédé sont le seuil Si de comparaison de la valeur absolue de la dérivée du glissement, le seuil SG de comparaison du glissement de la roue SXNref , le seuil SR de réhabilitation dans la comparaison avec l'intégrale de la valeur absolue de la 5 dérivée du glissement de la roue d'une part et la durée de la temporisation Ttempo d'autre part. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, illustrée par les différentes figures qui sont : la figure 1 : un schéma général du procédé de détection selon l'invention ; la figure 2 : le schéma détaillé des différentes étapes du procédé de détection selon l'invention ; la figure 3 : le schéma détaillé de l'étape de réhabilitation de la roue. Selon l'invention, le procédé de détection de la reprise d'adhérence au sol après glissement d'une roue de véhicule, c'est-à-dire après une situation de sur-vitesse ou de sous-vitesse par rapport à la vitesse du véhicule, que cette roue soit motrice ou 20 non, comporte les étapes suivantes représentées sur le schéma général de la figure 1. Il est basé sur les trois informations suivantes : - une estimation e,) de la dérivée dSX du glissement absolu de la roue 25 considérée Ry, indépendamment de la vitesse du véhicule, - une mesure e3) de la vitesse de rotation w;i de la roue, délivrée par un capteur par exemple, - une estimation e4) de la vitesse du véhicule Vref au pas de calcul précédent à partir de l'état des roues d'une part et d'informations sur les vitesses des roues 30 ou des estimations des couples moteurs et freineurs d'autre part. Ces deux dernières informations permettent de calculer, lors de l'étape e5), le glissement de la roue SX/ Vref à partir de la différence entre la vitesse linéaire mesurée de la roue et la vitesse longitudinale estimée du véhicule. L'estimation e,) de la dérivée du glissement de la roue R;i est effectuée par un module dédié non décrit dans cette demande, puis elle est filtrée à l'étape e2). Le 10 15 35 2906518 5 filtrage permet d'accentuer ou de limiter les variations du signal représentant la dérivée du glissement, par un filtre passe-haut ou passe-bas, pour un réglage plus ou moins sensible de la détection. 5 L'estimation e4) de la vitesse longitudinale du véhicule Vref est effectuée par un module dédié non décrit, à partir notamment de l'état des roues du véhicule au pas de calcul précédent. Cet état des roues se traduit par un signal d;i pour la roue Ru, et il est égal à 1 si la roue est glissante û patinage ou blocage û et égal à 0 si elle est normale c'est-à-dire si sa vitesse est cohérente avec la dynamique du véhicule. Chacune des 10 quatre roues du véhicule est désignée par un couple d'indices ij selon la convention suivante : = 1 et j = 1 pour la roue avant gauche = 1 et j = 2 pour la roue avant droite 15 i = 2 et j = 1 pour la roue arrière gauche = 2 et j = 2 pour la roue arrière droite Le calcul du glissement absolu SX/ Vref de la roue à partir de la vitesse du véhicule, est effectué à l'étape e5) à partir de la vitesse w;, de rotation de la roue qui est 20 multipliée par le rayon ru de la roue à l'étape e6) et la vitesse linéaire Vii ainsi obtenue est soustraite à la vitesse du véhicule Vref à l'étape e7). Le résultat obtenu est retardé à l'étape e8) pour obtenir le glissement Sx/Vref. Comme le montre la figure 1, le procédé comporte de plus une étape e9) de 25 définition du caractère non fiable du glissement de la roue SXNre, qui a été calculé à partir de la différence entre la vitesse de rotation de la roue et une estimation de la vitesse du véhicule lors de l'étape e5). Cette estimation de la vitesse du véhicule Vref a été réalisée au cours de l'étape e4) mentionnée auparavant, à partir notamment de l'état du a des quatre roues du véhicule au pas de calcul précédent. Cette définition de 30 la fiabilité est réalisée à partir de l'état d;; des quatre roues du véhicule et délivre un signal booléen SXNref non fiable , égal à 0 si le glissement SXNref à partir de la vitesse du véhicule est fiable et égal à 1 dans le cas contraire. Le glissement absolu d'une roue SXNref est considéré comme non fiable si les 35 quatre roues sont détectées glissantes, par contre il est considéré comme fiable si un nombre de roues, paramétrable inférieur à quatre, glissent. 2906518 6 Dans le cas où le glissement précisé par le signal SXNref non fiable est égal à 1, c'est-à-dire quand le glissement estimé à partir de la vitesse de référence n'est pas fiable, le signal SXNref ne sera pas pris en compte lors de la détection d'une reprise d'adhérence de la roue glissante pour déterminer l'état de la roue. 5 Le procédé réalise également une étape et)) de détection de l'instant où la roue commence à glisser, étape non décrite dans cette demande, à partir notamment des signaux suivants : - la dérivée dSX du glissement absolu de la roue considérée, estimée 10 indépendamment de la vitesse du véhicule, - le glissement de la roue SXNref calculé à partir de la vitesse longitudinale estimée du véhicule, - le signal booléen SXNref non fiable définissant le caractère non fiable du glissement absolu de la roue établi à partir d'une estimation de la vitesse du 15 véhicule. Cette étape el()) délivre un signal booléen dRG qui précise l'état d'une roue, en devenant égal à 1 à l'instant où la roue considérée commence à gliisser. 20 Le procédé réalise ensuite l'étape proprement dite Eo) de détection de l'instant de reprise d'adhérence d'une roue, représentée sur la figure 2, qui considère que la roue a retrouvé son adhérence au sol dans les deux cas suivants, dépendant du caractère non fiable du glissement de la roue SXNref calculé à partir de la vitesse longitudinale du véhicule : 25 - ou bien le glissement de la roue SXNref n'est pas fiable, donc le signal SXNref non fiable est égal à 1 à l'étape e9) et seul le signal de réhabilitation R de la roue, établi à l'étape eä) et développé par la suite, est utilisé. Si la roue est réhabilitée, le procédé déclare la détection de l'instant de reprise d'adhérence de la roue et le signal booléen SRAR passe à 1, 30 ou bien le glissement de la roue SXNref est fiable, donc le signal SXNref non fiable est égal à 0 à l'étape e9) et l'instant de reprise d'adhérence est détecté sous deux conditions : la première quand le glissement de la roue SXNref est considéré comme faible, inférieur à un seuil SG constant prédéfini à l'étape e,2) et la deuxième quand la condition de 35 réhabilitation R de la roue est remplie et qu'aucune nouvelle détection de roue glissante dRG n'est constatée à l'étape e10). 2906518 7 La réhabilitation de la roue, établie à l'étape e11) et représentée sur la figure 3, est constituée elle-même de plusieurs étapes, dont la première E,) est une définition du démarrage de l'intégration de la valeur absolue de la dérivée du glissement. 5 Pour cela, l'étape E,) consiste à comparer la valeur absolue de la dérivée du glissement de la roue dSX avec un seuil Si constant prédéfini. Si la valeur absolue de la dérivée du glissement est inférieure au seuil Si, et que la roue glissait au pas de calcul précédent d;; p = 1, l'étape suivante E2) consiste à délivrer un signal égal à 1 sur l'entrée SET d'une bascule de type SET/RESET, dont le signal de sortie ION est alors 10 égal à 1 pendant la période d'intégration de la valeur absolue de la dérivée du glissement, son front montant indiquant l'instant de début d'intégration. Simultanément, une temporisation est déclenchée à l'étape E3). En effet, le signal en sortie de cette étape est remis à zéro lorsque la valeur absolue de la dérivée 15 du glissement est supérieure au seuil Si ou que la roue ne glissait pas au pas précédent d1 p = O. La temporisation démarre donc quand la valeur absolue de la dérivée du glissement est inférieure au seuil Si et que la roue glissait au pas de calcul précédent du p = 1, c'est-à-dire en même temps que l'intégration de la valeur absolue de la dérivée 20 du glissement. Un compteur, incrémenté pendant que l'entrée RESET est égale à 0, mesure le temps d'intégration, et quand le compteur atteint la valeur T tempo prédéfinie, le signal de sortie FR2 de cette bascule est égal à 1. Ce compteur est remis à 0 dans les trois 25 cas suivants : quand la valeur absolue de la dérivée du glissement est supérieure au seuil Si , ou quand la roue ne glissait pas au pas de calcul précédent d;; p = 0, ou que le signal représentant une condition nécessaire de réhabilitation de la roue FR, est égal à 0. 30 L'intégration de la valeur absolue de la dérivée du glissement de la roue dSX étant déclenchée, l'étape suivante E4) réalise ladite intégration tant que le signal d'entrée ION , dont le front montant représente l'instant de début: d'intégration, reste égal à 1. Le signal résultant de cette intégration est ensuite comparé à un seuil SR, dit de réhabilitation, à l'étape E5). Si l'intégrale obtenue est inférieure au seuil, le signal 35 booléen FR1 en sortie de cette étape E5) est égal à 1. Par contre, si l'intégrale de la valeur absolue de la dérivée du glissement de la roue est supérieure audit seuil ou que 2906518 8 le signal booléen ION est égal à 0, le signal booléen FR1 en sortie de cette étape E5) est égal à 0. Les deux signaux booléens FR1 d'une condition de réhabilitation de la roue et 5 FR2 de temporisation sont ensuite ajoutés à l'étape E6) pour délivrer un signal de réhabilitation R qui est envoyé dans l'étape Eo) de détection de l'instant de reprise d'adhérence. Le signal SRAR de détection de l'instant de reprise d'adhérence d'une roue est envoyée à l'étape e13) (figure 1) sur l'entrée RESET d'une bascule dont l'entrée SET reçoit une information dRG de détection du glissement d'une roue, pour aboutir à la 10 délivrance d'un signal booléen d;j représentatif de l'état de la roue. Les paramètres de réglage du procédé sont le seuil Si de comparaison de la valeur absolue de la dérivée du glissement, le seuil SG de comparaison du glissement de la roue SxIVref , le seuil SR de réhabilitation dans la comparaison avec l'intégrale 15 de la dérivée du glissement de la roue d'une part et la durée de la temporisation Tfempa d'autre part. L'invention est applicable à des véhicules automobiles routiers à traction, à propulsion, à quatre roues motrices ou encore hybrides, pour différentes applications, 20 notamment : l'estimation de la vitesse longitudinale du véhicule, l'utilisation dans des systèmes actifs de sécurité ù ABS, contrôle de traction ou de motricité, l'utilisation pour un système de diagnostic de l'état du véhicule REVENDICATIONS 1. Procédé de détection de la reprise d'adhérence après gllissement d'une roue d'un véhicule automobile à partir d'une mesure de la vitesse de rotation de la roue et d'une estimation de la vitesse de référence du véhicule d'une part et à partir d'une estimation de la dérivée de glissement d'autre part, comprenant les étapes suivantes : calcul du glissement absolu de la roue à partir de la vitesse estimée du véhicule et de la vitesse mesurée de la roue ; estimation de l'instant où la roue commence à glisser ; définition du caractère non fiable du glissement de la roue établi à partir de l'estimation de la vitesse de référence du véhicule ; détermination des conditions de réhabilitation de la roue clu véhicule ; détection de l'instant de reprise d'adhérence au sol de ladite roue en fonction de la fiabilité du glissement. 2. Procédé de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection de l'instant de reprise d'adhérence au sol après glissement d'une roue du véhicule est réalisée à partir des signaux suivants : - la dérivée (dSx) du glissement absolu de la roue considérée, estimée indépendamment de la vitesse du véhicule, - le glissement de la roue ( SxNref) à partir de la vitesse longitudinale du véhicule estimée, - le signal booléen (dRG) définissant l'instant de détection du glissement de la roue, - le signal booléen ( SxNref non fiable ) définissant le caractère non fiable du glissement absolu de la roue établi à partir d'une estimation de la vitesse du véhicule, - le signal booléen (R) de réhabilitation de la roue, dans le cas où le glissement de la roue établi à partir de la vitesse estimée du véhicule est fiable, et sous deux conditions : la première quand le glissement de la roue SXNref est considéré comme faible, inférieur à un seuil (SG) prédéfini et la deuxième quand la condition de réhabilitation de la roue est remplie et qu'aucune nouvelle détection de roue glissante n'est constatée. 3. Procédé de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection de l'instant de reprise d'adhérence au sol après glissement d'une roue du véhicule est réalisée à partir des signaux suivants : 2906518 10 - la dérivée (dSx) du glissement absolu de la roue considérée, estimée indépendamment de la vitesse du véhicule, - le glissement de la roue ( SXNref) à partir de la vitesse longitudinale du véhicule estimée, 5 - le signal booléen (dRG) définissant l'instant de détection du glissement de la roue, - le signal booléen ( SXNfef non fiable ) définissant le caractère non fiable du glissement absolu de la roue établi à partir d'une estimation de la vitesse du véhicule, - le signal booléen (R) définissant une condition nécessaire de la réhabilitation 10 de la roue, dans le cas où le glissement, établi à partir de la vitesse estimée du véhicule, n'est pas fiable, par le seul signal (R) de réhabilitation de la roue. 4. Procédé de détection selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce 15 que la détermination du signal de réhabilitation (R) de la roue comporte les étapes suivantes : - définition du démarrage de l'intégration de la valeur absolue de la dérivée du glissement par comparaison de sa valeur avec un seuil (Si) constant prédéfini, - déclenchement simultané d'une temporisation mesurant le temps d'intégration 20 et délivrant un signal de sortie (FR2) égal à 1 quand une valeur prédéfinie (Ttempo) est atteinte, - intégration de la valeur absolue de la dérivée (dSx) du glissement de la roue, - comparaison de la valeur de l'intégrale obtenue avec un seuil (SR) dit de réhabilitation et signal (FO de réhabilitation de la roue si le glissement de la roue est 25 inférieur audit seuil, -délivrance d'un signal de réhabilitation (R) par addition des deux signaux booléens (FR1) de réhabilitation de la roue et (FR2) de temporisation. 5. Procédé de détection selon la revendication 4, caractérisé en ce que la 30 définition des conditions d'intégration de la valeur absolue de la dérivée du glissement de la roue consiste, dans le cas où la roue glissait au pas précédent de calcul, et qu'elle est susceptible de ne plus glisser car la valeur absolue de la dérivée du glissement est inférieure à un seuil (Si) constant prédéfini, à autoriser l'intégration de la valeur absolue de la dérivée du glissement (dSx) jusqu'à ce que le signal booléen (FR,) 35 de réhabilitation de la roue devienne nul si la valeur absolue de la dérivée du glissement est supérieure à un seuil dit de réhabilitation, ou jusqu'à ce que la roue adhère à nouveau à la route. 2906518 11 6. Procédé de détection selon la revendication 4, caractérisé en ce que la temporisation mesurant le temps d'intégration par incrémentation d'un compteur est déclenchée en même temps que l'intégration de la valeur absollue de la dérivée du 5 glissement et délivre un signal de sortie (FR2) égal à 1 quand une valeur prédéfinie (Ttempo) est atteinte, ledit compteur étant remis à 0 dans les trois cas suivants : quand la valeur absolue de la dérivée du glissement est supérieure au seuil (Si) signifiant que le glissement de la roue est trop important, ou que la roue ne glissait pas au pas de calcul précédent du p = 0, ou ou que le signal de réhabilitation de la roue (FO au pas de 10 calcul précédent est égal à 0. 7. Procédé de détection selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les paramètres de réglage du procédé sont le seuil (Si) de comparaison de la valeur absolue de la dérivée du glissement, le seuil (SG) de comparaison du glissement 15 de la roue Sx/Vref , le seuil (SR) de réhabilitation dans la comparaison avec l'intégrale de la dérivée du glissement de la roue d'une part et la durée de la temporisation (TtemPo) d'autre part.