Brevet FR2903063A1 — publié le 20080104

Procédé de détection du glissement d'une roue de véhicule automobile. L'invention concerne un procédé de détection du glissement d'une roue de véhicule automobile, en particulier de l'instant où elle commence à glisser c'est-à-dire l'instant où sa vitesse de rotation s'écarte de façon sensible de la vitesse réelle du véhicule. Cette information de 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, comme dans le système de diagnostic de l'état du véhicule. Ce procédé est particulièrement bien adapté aux véhicules à quatre roues motrices ou aux véhicules hybrides avec moteur électrique à l'arrière, pour lesquels il faut absolument détecter si une roue arrière au moins est glissante et alors ne pas appliquer de frein moteur sur l'essieu arrière. 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 glisse, 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. La demande de brevet français 2 024 330, déposée au nom de BOSCH, concerne la détection d'une roue qui glisse basée sur l'identification des instants où se produisent des variations très importantes de la vitesse de rotation de la roue. Ce procédé ne permet pas de détecter les glissements qui se produisent avec de faibles accélérations de la roue. Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients en proposant un procédé de détection du 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 : 2903063 2 calcul du glissement absolu de la roue à partir de la vitesse estimée du véhicule ; définition des conditions d'intégration de la dérivée du glissement ; définition du caractère non fiable du glissement de la roue établi à partir de l'estimation de la vitesse de référence du véhicule ; détection du glissement d'une roue du véhicule ; détection du caractère fiable du glissement absolu de la roue, établi à partir de la vitesse estimée du véhicule, en fonction de l'information sur le glissement détecté d'au moins une roue du véhicule. Selon une autre caractéristique du procédé de détection, le calcul du glissement absolu de la roue à partir de la vitesse du véhicule est obtenu par multiplication de la vitesse de rotation de la roue par son rayon délivrant la vitesse 15 linéaire de la roue, puis par soustraction de ladite vitesse linéaire ainsi obtenue à la vitesse longitudinale du véhicule, le résultat obtenu étant ensuite retardé. Selon une autre caractéristique du procédé de détection, la définition des conditions d'intégration de la dérivée du glissement de la roue consiste, dans le cas où 20 la roue ne glissait pas au pas de calcul précédent et qu'elle est susceptible de glisser car la valeur absolue de la dérivée du glissement est supérieure à un seuil constant prédéfini, à autoriser l'intégration de la dérivée du glissement pendant un intervalle de temps défini par une temporisation paramétrable, ou jusqu'à ce que la roue devienne glissante. 25 Selon une autre caractéristique du procédé de détection, l'intégration de la dérivée du glissement de la roue est autorisée à se poursuivre à la fin de la temporisation si la valeur absolue de la dérivée du glissement est supérieure au seuil jusqu'à ce que ladite valeur absolue devienne inférieure audit seuil ou jusqu'à ce que la 30 roue devienne glissante. Selon une autre caractéristique du procédé de détection, les paramètres de réglage de l'étape de définition des conditions d'intégration de la dérivée du glissement de la roue sont le seuil de comparaison de la valeur absolue de ladite dérivée du 35 glissement et la durée de la temporisation. 5 10 2903063 3 Selon une autre caractéristique du procédé de détection, la définition du caractère non fiable du glissement de la roue établi à partir de l'estimation de la vitesse de référence du véhicule consiste à considérer que le glissement absolu de la roue est fiable si les quatre roues sont détectées glissantes et qu'il n'est pas fiable si un nombre 5 paramétrable de roues, inférieur à quatre, ne glissent pas. Selon une autre caractéristique du procédé de détection, la détection de l'instant de glissement d'une roue du véhicule est réalisée à partir des quatre signaux suivants : 10 - la dérivée du glissement absolu de la roue considérée, indépendamment de la vitesse du véhicule, - le glissement de la roue à partir de la vitesse longitudinale du véhicule, -le signal booléen définissant les conditions d'intégration de la dérivée du glissement absolu de la roue, 15 - le signal booléen définissant le caractère non fiable du glissement absolu de la roue établi à partir d'une estimation de la vitesse du véhicule, dans les deux cas suivants : - si, d'une part, le glissement de la roue établi à partir de la vitesse estimée du véhicule est fiable car cette vitesse estimée est fiable, donc que le signal est égal à 0, 20 et si, d'autre part, soit la valeur absolue dudit signal est supérieure audit seuil, soit la valeur absolue de l'intégrale de la dérivée du glissement absolu de la roue pendant la temporisation est supérieure audit seuil, - si, d'une part, le glissement, établi à partir de la vitesse estimée du véhicule n'est pas fiable, donc que le signal est égal à 1 et que, d'autre part, la valeur absolue 25 du glissement obtenu par intégration de la dérivée du glissement estimé est supérieur audit seuil. 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 des différentes étapes du procédé de détection selon l'invention ; les figures 2 et 3 : les schémas détaillés de deux variantes de l'étape de définition des conditions d'intégration de la dérivée du glissement ; la figure 4 : le schéma détaillé de l'étape de définition de la fiabilité du glissement établi à partir de la vitesse du véhicule ; 30 35 2903063 4 la figure 5 : le schéma détaillé de l'étape de détection de l'instant de glissement d'une roue ; la figure 6 : le chronogramme de l'étape précédente. 5 Le procédé de détection du glissement d'une roue, c'est-à-dire d'une situation de sur-vitesse ou de sous-vitesse par rapport à la vitesse du véhicule, que cette roue soit motrice ou non, comporte les étapes suivantes représentées sur le schéma général de la figure 1. 10 II est basé sur les trois informations suivantes : - une estimation e,) de la dérivée dSX du glissement absolu de la roue considérée Ri, indépendamment de la vitesse du véhicule, - une mesure e3) de la vitesse de rotation w;; de la roue, délivrée par un capteur 15 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 ou des estimations des couples moteurs et freineurs d'autre part. 20 Ces deux dernières informations permettent de calculer, lors de l'étape e5) le glissement de la roue à partir de la différence entre la vitesse linéaire de la roue et la vitesse longitudinale du véhicule. L'estimation e,) de la dérivée du glissement de la roue R;; est effectuée par un 25 module dédié non décrit dans cette demande, puis elle est filtrée à l'étape e2). Le 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. 30 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 Ri, 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 35 quatre roues du véhicule est désignée par un couple d'indices ij selon la convention suivante : 2903063 5 = 1 et j = 1 pour la roue avant gauche = 1 et j = 2 pour la roue avant droite = 2 et j = 1 pour la roue arrière gauche = 2 et j = 2 pour la roue arrière droite Dans l'exemple choisi sur la figure 1, la roue considérée est la roue avant droite R11, donc on cherche à connaître l'état d11. Le calcul du glissement absolu SX/ Vref de la roue à partir de la vitesse du 10 véhicule, est effectué à l'étape e5) à partir de la vitesse w;j de rotation de la roue qui est multipliée par le rayon r;j de la roue à l'étape e6) et la vitesse linéaire Vq 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. 15 Comme le montre la figure 1, le procédé comporte ensuite une étape e9) de définition des conditions d'intégration de la dérivée du glissement. Si la roue Ri considérée ne glisse pas, c'est-à-dire que le signal représentatif de son état est égal à zéro, di; = 0, au pas de calcul précédent, le procédé autorise l'intégration de la dérivée du glissement à condition que la roue soit susceptible de glisser, autrement dit que la 20 valeur absolue de la dérivée du glissement soit supérieure à un seuil prédéfini constant. Cette intégration est réalisée pendant un intervalle de temps défini par une temporisation paramétrable. 25 Pour cela, comme le montre le schéma de la figure 2, l'étape e9) consiste en une étape e10) de calcul de la valeur absolue de la dérivée du glissement de la roue dSX, suivie d'une étape e11) de comparaison de cette valeur absolue avec un seuil Si constant prédéfini. Si la valeur absolue de la dérivée du glissement est supérieure au 30 seuil Si, et que la roue ne glissait pas au pas de calcul précédent d;j p = 0, l'étape suivante e12) consiste à délivrer un signal égal à 1 sur l'entrée SET d'une bascule de type SET/RESET, dont le signal de sortie ls est alors égal à 1 pendant la période d'intégration du signal dSX. 35 Par contre, si l'état précédent de la roue Rq devient glissant, donc que dq p = 1, ou si le temps d'intégration Ti autorisé par une temporisation Ts à l'étape e13) est atteint, l'entrée RESET de la bascule passe à 1 et l'intégration n'est plus autorisée, le 5 2903063 6 signal Is délivré par la bascule à l'étape e12) devenant égal à 0. Le rôle de la bascule est d'activer ou non la temporisation. Ce composant logiciel incrémente un compteur lorsque le flag d'entrée est égal à 1, et quand le compteur atteint la valeur tempo prédéfinie, le signal de sortie ls de cette bascule est égal à 1. 5 Les paramètres de réglage de cette étape e9) sont le seuil Si de comparaison de la valeur absolue de la dérivée du glissement d'une part et la durée de la temporisation Ts d'autre part, temporisation qui est initialisée par le signal de sortie ls de la bascule. Ainsi la fenêtre d'intégration démarre quand le défaut de la roue est 10 levé. Selon une variante de l'invention, représentée sur la figure 3, une condition supplémentaire est ajoutée pour la remise à zéro de la bascule à l'étape e12) et consiste à ne pas arrêter l'intégration à la fin du temps maximum d'intégration défini 15 par la temporisation Ts si la valeur absolue de la dérivée du glissement est encore supérieure au seuil Si (étape e11) et à la continuer jusqu'à ce que ladite valeur absolue redevienne inférieure au seuil Si ou jusqu'à ce que l'état de la roue d;; P passe à 1 c'est-à-dire que la roue devient glissante. 20 Pour réaliser cette variante, il faut ajouter une deuxième bascule de type SET/RESET réalisant l'étape e14), dont la sortie délivre un signal booléen l's et dont l'entrée SET reçoit le signal provenant de la temporisation. Le signal sur l'entrée RESET de cette bascule reste à 0, n'arrêtant pas alors l'intégration de la dérivée du glissement, quand la temporisation est terminée à l'étape e13) et que la valeur absolue 25 de la dérivée du glissement est toujours supérieure au seuil Si. Mais ce signal booléen de l'entrée RESET remet à zéro la sortie de la bascule et passe à 1 quand la roue devient glissante, d;; = 1 ou que la valeur absolue du glissement devient inférieure au seuil Si. 30 Parallèlement à cette étape e9) de définition des conditions d'intégration de la dérivée du glissement d'une roue, le procédé réalise une définition du caractère non fiable du glissement de la roue SxNref 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) 35 mentionnée auparavant, à partir notamment de l'état d;; P des quatre roues du véhicule au pas de calcul précédent. Cette définition de la fiabilité est réalisée à partir de l'état d;; des quatre roues du véhicule et délivre un signal booléen SxNref non fiable , égal 2903063 7 à 0 si le glissement SxNref à partir de la vitesse du véhicule est fiable et égal à 1 dans le cas contraire (figure 4). Le glissement absolu d'une roue est considéré comme fiable si les quatre roues 5 sont détectées glissantes, par contre il est considéré comme non fiable si un nombre de roues inférieur à quatre ne glissent pas. Pour cela, l'étape e15) envoie la somme des quatre signaux d'état d;; P des roues, calculés au pas précédent, sur l'entrée SET d'une bascule SET/RESET, qui délivre le signal Sx/Vfef non fiable égal à 1, quand les quatre roues glissent. 10 Par contre, c'est le signal sur l'entrée RESET de la bascule qui est égal à 1 quand au moins (4 - N) roues, N étant un entier inférieur ou égal à 3, glissent, donc que leur état d;; passe à 0. Dans ce cas, la bascule est remise à zéro. 15 La bascule délivre le signal SXNfef non fiable qui est égal à 1 si les quatre roues glissent, donc que les quatre états d;; P sont égaux à 1, et qui est égal à 0 si 4-N roues ne glissent plus, donc que leur état repasse à 0. Dans le cas où le glissement précisé par le signal Sx/Vfef non fiable est égal à 1, c'est-à-dire quand le glissement n'est pas fiable, le signal SXNfef ne sera pas pris en compte lors de la détection d'une 20 roue glissante pour déterminer l'état de la roue. Enfin, le procédé réalise la détection d'une roue glissante du véhicule, à partir des quatre signaux suivants : 25 - la dérivée dSx du glissement absolu de la roue considérée indépendamment de la vitesse du véhicule, - le glissement de la roue SxNref calculé à partir de la vitesse longitudinale du véhicule, - le signal booléen Is définissant les conditions d'intégration de la dérivée dSx du 30 glissement absolu de la roue, - le signal booléen Sx/Vfef non fiable définissant le caractère non fiable du glissement absolu de la roue établi à partir d'une estimation de la vitesse du véhicule. Cette étape e16) délivre une information envoyée sur l'entrée SET d'une bascule 35 qui produit, à l'étape ev) un signal booléen d;; , qui devient égal à 1 à l'instant où la roue considérée commence à glisser. L'entrée RESET de cette bascule reçoit une information de réhabilitation de la roue, non décrite dans cette demande, dans le cas 2903063 8 où est détecté l'instant de reprise d'adhérence d'une roue qui glissait à l'instant précédent, qui remet à zéro le signal d;i . Cette étape de détection considère que la roue est glissante dans deux cas 5 suivants : - premier cas : si, selon une première condition, le glissement SX/Vref , calculé à partir de la vitesse estimée du véhicule, est fiable, donc que le signal SX/Vref non fiable est égal 0 et que, selon une deuxième condition, soit la valeur absolue dudit signal Sx/Vref est supérieure au seuil Si, soit la valeur absolue de l'intégrale de la 10 dérivée du glissement absolu de la roue pendant la temporisation est supérieure audit seuil Si, - deuxième cas : si, selon une première condition, le glissement SxIVref , établi à partir de la vitesse estimée du véhicule n'est pas fiable, donc que le signal SX/Vref non fiable est égal à 1 et que, selon une deuxième condition, la valeur absolue du 15 glissement obtenu par intégration de la dérivée du glissement estimé est supérieur audit seuil Si. La figure 6 est un exemple de chronogramme de cette étape de détection de l'instant de glissement de la roue R11, aux instants t1 et t2 quand les précédentes 20 conditions sont réunies. L'invention est applicable à des véhicules automobiles routiers à traction, à propulsion, à quatre roues motrices ou encore hybrides, pour différentes applications, notamment : l'estimation de la vitesse longitudinale du véhicule, l'utilisation dans des systèmes actifs de sécurité û ABS, contrôle de traction ou de motricité, l'utilisation pour un système de diagnostic de l'état du véhicule 25 REVENDICATIONS 1. Procédé de détection du glissement d'une roue d'un véhicule automobile à partir d'une mesure de la vitesse de ladite roue et d'une estimation de la vitesse de référence du véhicule d'une part et d'une estimation de la dérivée de glissement d'autre part, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - calcul du glissement absolu de la roue par rapport à la vitesse longitudinale estimée du véhicule ; - définition des conditions d'intégration de la dérivée du glissement ; - définition du caractère non fiable du glissement de la roue calculé à partir de l'estimation de la vitesse de référence du véhicule ; - détection du glissement d'une roue du véhicule ; - détection du caractère fiable du glissement absolu de la roue, établi à partir de la vitesse estimée du véhicule, en fonction de l'information sur le glissement détecté d'au moins une roue du véhicule. 2. Procédé de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le calcul du glissement absolu de la roue (SxIVfef) à partir de la vitesse longitudinale du véhicule est obtenu par multiplication de la vitesse de rotation (w;,) de la roue par son rayon délivrant la vitesse linéaire (V;;) de la roue, puis par soustraction de ladite vitesse linéaire ainsi obtenue à la vitesse longitudinale (Vfef) du véhicule, le résultat obtenu étant ensuite retardé. 3. Procédé de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la définition des conditions d'intégration de la dérivée du glissement de la roue consiste, dans le cas où la roue ne glissait pas au pas précédent de calcul, et qu'elle est susceptible de glisser car la valeur absolue de la dérivée du glissement est supérieure à un seuil (Si) constant prédéfini, à autoriser l'intégration de la dérivée du glissement (dSX) pendant un intervalle de temps défini par une temporisation paramétrable, ou jusqu'à ce que la roue devienne glissante. 4. Procédé de détection selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'intégration de la dérivée du glissement de la roue est autorisée à se poursuivre à la fin de la temporisation si la valeur absolue de la dérivée du glissement est supérieure au seuil (Si) jusqu'à ce que ladite valeur absolue devienne inférieure audit seuil ou jusqu'à ce que la roue devienne glissante. 2903063 10 5. Procédé de détection selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les paramètres de réglage de l'étape de définition des conditions d'intégration de la dérivée du glissement de la roue sont le seuil (Si) de comparaison de la valeur absolue de ladite dérivée du glissement et la durée de la temporisation. 5 6. Procédé de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la définition du caractère non fiable du glissement de la roue établi à partir de l'estimation de la vitesse de référence du véhicule consiste à considérer que le glissement absolu (SxNref) de la roue est fiable si les quatre roues sont détectées glissantes et qu'il n'est 10 pas fiable si un nombre paramétrable de roues prédéfini inférieur à quatre ne glissent pas. 7. Procédé de détection selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la détection de l'instant de glissement d'une roue du véhicule est réalisée à partir 15 des quatre signaux suivants : - la dérivée (dSX) du glissement absolu de la roue considérée indépendamment de la vitesse du véhicule, - le glissement de la roue (SxNref) calculé à partir de la vitesse longitudinale du véhicule, 20 - le signal booléen (Is) définissant les conditions d'intégration de la dérivée (dSX) du glissement absolu 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, dans le cas suivant : 25 - si, d'une part, le glissement de la roue (SXNfef) établi à partir de la vitesse estimée du véhicule est fiable car cette vitesse estimée est fiable, donc que le signal (SxNref non fiable) est égal à 0, et si, d'autre part, soit la valeur absolue dudit signal (SxNref) est supérieure audit seuil (Si), soit la valeur absolue de l'intégrale de la dérivée du glissement absolu de la roue pendant la temporisation est supérieure audit 30 seuil (Si). 8. Procédé de détection selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la détection de l'instant de glissement d'une roue du véhicule est réalisée à partir des quatre signaux suivants : 35 - la dérivée (dSX) du glissement absolu de la roue considérée indépendamment de la vitesse du véhicule, 2903063 11 - le glissement de la roue (SxNref) calculé à partir de la vitesse longitudinale du véhicule, - le signal booléen (Is) définissant les conditions d'intégration de la dérivée (dSX) du glissement absolu de la roue, 5 - 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, dans le cas suivant : - si, d'une part, le glissement (SxNref), établi à partir de la vitesse estimée du véhicule n'est pas fiable, donc que le signal (SxNref non fiable) est égal à 1 et que, 10 d'autre part, la valeur absolue du glissement obtenu par intégration de la dérivée du glissement estimé est supérieur audit seuil (Si).