Brevet FR2922026A3 — publié le 20090410

FR 2922026 A3 20090410 FR 0707057 A 20071008 RENO20FR PJ7372 - dépôt DA 1 L'invention concerne un procédé et un dispositif associé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile. Elle concerne aussi un véhicule automobile en tant que tel équipé d'un tel dispositif. De nombreux dispositifs d'un véhicule automobile mettent en oeuvre des applications de type systèmes actifs , dont l'objectif est d'améliorer le comportement du véhicule. Ces dispositifs sont par exemple les systèmes actifs de sécurité tels que l'anti-blocage des roues ABS ou plus simplement des systèmes de diagnostic de l'état de fonctionnement du véhicule automobile. Ces dispositifs ont en général besoin d'une estimation de la vitesse longitudinale. Le document US5579230 décrit par exemple un procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile. Ce procédé repose sur la moyenne des roues non motrices quand aucune action de freinage n'est effectuée. Dans une phase de freinage, l'estimation de la vitesse repose sur l'intégration de l'accélération longitudinale fournie par un accéléromètre. Un premier inconvénient de ce procédé provient du fait qu'il utilise souvent l'accéléromètre, lors de chaque freinage, qui donne une valeur imprécise. Un second inconvénient provient du fait que ce procédé ne s'applique pas pour un véhicule à quatre roues motrices. Il existe donc un besoin d'un autre procédé et dispositif d'estimation de la 25 vitesse longitudinale d'un véhicule automobile. Particulièrement, un premier objet de l'invention consiste à proposer un procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile plus précis et plus fiable que l'état de la technique. 30 RENO20FR PJ7372 - dépôt DA 2 Un second objet de l'invention consiste à proposer un procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile adapté à tous les types de véhicules, incluant les 4X4. A cet effet, l'invention repose sur un procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile comprenant une mesure des vitesses des roues et une mesure de l'accélération longitudinale fournie par un accéléromètre, caractérisé en ce qu'il comprend une première étape de détection de l'état des roues, et une seconde étape d'estimation de la vitesse longitudinale à partir de la valeur d'accélération (Gamma_L) fournie par l'accéléromètre quand les quatre roues glissent et une estimation à partir de la vitesse de la ou des roue(s) non glissante(s) dans tous les autres cas. Pour cela, l'estimation de la vitesse longitudinale (Vref_gamma) à partir de la valeur d'accélération (Gamma_L) fournie par l'accéléromètre quand les quatre roues glissent peut comprendre au moins une intégration de l'accélération (Gamma_L) fournie par l'accéléromètre à partir d'une vitesse de référence des roues (Vref roues). Cette intégration peut être réalisée à partir d'un temps (to) antérieur à l'instant (t) de détection du glissement de la quatrième roue. Pour cela, le temps (to) de début d'intégration de l'accélération (Gamma_L) peut avantageusement être choisi dans l'intervalle iù 0.5 Selon un mode d'exécution, l'estimation de la vitesse longitudinale à partir de la valeur d'accélération (Gamma_L) fournie par l'accéléromètre quand les quatre roues glissent est choisie parmi deux intégrations de l'accélération (Gamma_L) fournie par l'accéléromètre à partir d'une vitesse des roues (Vref_roues) à partir de deux instants décalés, ces deux intégrations étant réinitialisées de manière décalée quand l'estimation de RENO20FR PJ7372 - dépôt DA 3 la vitesse de référence est faite à partir des roues et n'étant plus réinitialisées après la détection du glissement de la quatrième roue, la vitesse longitudinale retenue (Vref gamma) étant celle obtenue par l'intégrateur dont l'instant de dernière réinitialisation est le plus ancien. 5 Le procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile peut comprendre une étape supplémentaire de vérification de la cohérence de la vitesse longitudinale (Vref_gamma) obtenue à l'étape précédente dans le cas où les quatre roues glissent, en vérifiant que cette 10 vitesse est inférieure au minimum des vitesses (Min_v) des roues qui sont soumises à un couple positif et supérieure au maximum (Max v) des vitesses des roues qui sont soumises à un couple négatif. Ensuite, le procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule 15 automobile peut comprendre une étape de choix de l'estimation de la vitesse longitudinale (Vref_accelereo(t)) à un instant (t) quand les quatre roues glissent selon les règles suivantes : -tant que la valeur (Vref gamma(t)) obtenue à la seconde étape reste considérée cohérente, alors Vref_accelereo(t) = Vref gamma(t), 20 -si à un instant (ti), cette valeur (Vref gamma(ti)) est considérée comme incohérente, alors pour tout instant (t) postérieur à (ti), Vref_accelereo(t) = max_v(t) si [Vref accelero(t-dt)+Gamma_L(t)-dt] min_v(t) Vref_accelereo(t) = Vref accelero(t-dt)+Gamma_L(t)-dt sinon 25 L'invention porte aussi sur un dispositif d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile, comprenant au moins un capteur de mesure de la vitesse des roues sur chaque roue et un accéléromètre, et caractérisé en ce qu'il comprend un calculateur apte à mettre en oeuvre RENO20FR PJ7372 - dépôt DA 4 un procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile tel que décrit précédemment. Le dispositif d'estimation de la vitesse longitudinale peut comprendre un moyen de détection de l'état des roues et le calculateur un bloc avec au moins un intégrateur pour obtenir une valeur de la vitesse longitudinale (Vref_gamma) sur la base de l'intégration de l'accélération longitudinale (Gamma_L) fournie par l'accéléromètre. Enfin, l'invention porte aussi sur un véhicule automobile en tant que tel comprenant un moyen de mise en oeuvre du procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile tel que décrit précédemment. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode d'exécution particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La figure 1 représente un schéma global du procédé et dispositif selon le mode d'exécution de l'invention ; la figure 2 représente un schéma détaillé du bloc d'estimation de la vitesse quand les quatre roues glissent selon le mode d'exécution de l'invention ; la figure 3 représente un schéma détaillé du bloc de vérification de cohérence selon le mode d'exécution de l'invention. Selon le concept de l'invention, le procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule, que nous appellerons vitesse de référence, distingue deux situations : RENO20FR PJ7372 - dépôt DA 5 - soit au moins une roue ne glisse pas et la vitesse de référence est alors estimée à partir des mesures de vitesse de la ou des roue(s) non glissante(s) selon une méthode connue de l'état de la technique ; - soit les quatre roues glissent, la vitesse de référence est estimée à partir de l'information transmise par un accéléromètre. Selon un élément essentiel de l'invention, la vitesse de référence est donc calculée à partir de l'accéléromètre uniquement pendant la période où les quatre roues sont estimées glissantes. Cela permet de minimiser le recours aux données de l'accéléromètre qui est moins précis. Le dispositif selon le mode d'exécution de l'invention comprend donc un accéléromètre et au moins un capteur de vitesse de roue sur chaque roue, ainsi qu'un calculateur dans une unité centrale du véhicule qui comprend notamment quatre blocs. Le bloc 1 représente le bloc d'entrée du procédé, qui comprend les signaux d'entrée suivants : Vref roues : valeur de la vitesse de référence estimée à partir des roues non glissantes sur la base du capteur de vitesse, avant la détection du glissement de la quatrième roue ; Util_accel : il s'agit d'un flag à la valeur 1 quand les quatre roues 25 glissent. Le front montant de ce signal correspond donc à l'instant de détection du glissement de la quatrième roue. Gamma_L : ce signal est issu de l'accéléromètre. II fournit une mesure de l'accélération longitudinale du véhicule. 30 RENO20FR PJ7372 - dépôt DA 6 Max_v : il s'agit de la valeur maximale des vitesses des roues soumises à un couple négatif. Min_v : il s'agit de la valeur minimale des vitesses des roues qui sont 5 soumises à un couple positif. Le bloc 2 correspond au bloc d'estimation de la vitesse du véhicule suite à la détection du glissement des quatre roues. Cette détection est réalisée dans une première étape el d'observation de l'état des roues par un 10 moyen connu de l'état de la technique non représenté, par exemple décrit dans la demande de brevet français no 0605837 de la demanderesse. Avant cette détection, la vitesse de référence est calculée à partir de la vitesse de la ou des roue(s) non glissante(s), selon une méthode connue de l'état de la technique, par exemple décrit dans la demande de brevet 15 français no 0705738 de la demanderesse. Le glissement de la quatrième roue est supposé détecté à l'instant t . A partir de cet instant, le calcul de la vitesse de référence Vref gamma est effectué par le bloc 2 dans une étape e2 selon la formule suivante : Vref ù gamma (t) = Vref _ roues (t0) + f Gamma _ L(t) • dt pour t > t Io avec r ù 0.5 glissement des quatre roues. Ce choix est fait car la détection du glissement de la dernière roue à l'instant t est en réalité postérieure à l'instant réel initial du glissement de la quatrième roue. Le choix d'un 20 RENO20FR PJ7372 - dépôt DA 7 instant antérieur to La figure 2 illustre de manière plus détaillée une implémentation du bloc 2 selon le mode d'exécution de l'invention. Pour réaliser l'estimation précisée par l'équation ci-dessus, deux intégrateurs 21 et 22 sont utilisés. Ils intègrent le signal de l'accéléromètre en permanence. Quand l'estimation de la vitesse de référence est faite à partir des roues Vref roues, chacun des deux intégrateurs est réinitialisé toutes les 0.5 secondes à la valeur actuelle de Vref roues. Les instants de réinitialisation de chaque intégrateur sont décalés de 0.25 seconde. A partir de l'instant t de détection du glissement de la quatrième roue et pendant toute la période où l'on utilise l'accéléromètre, les deux intégrateurs ne sont plus réinitialisés. La vitesse de référence Vref_gamma est alors donnée par la sortie de l'intégrateur dont l'instant de dernière réinitialisation est le plus ancien. Ce bloc 2 fournit en sortie le signal Vref gamma qui correspond donc à l'estimation de la vitesse longitudinale du véhicule après la détection du glissement des 4 roues. Dans ce mode d'exécution, un bloc 3 vérifie en outre la cohérence de la vitesse mesurée à l'étape e2 dans une étape e3. Pour cela, le bloc 3 utilise en entrée la vitesse Vref gamma obtenue dans le bloc 2 et les vitesses max_v et min v dont les définitions ont été 30 données plus haut. En effet, RENO20FR PJ7372 - dépôt DA 8 - max_v (t) représente la valeur maximale des vitesses des roues qui sont soumises à un couple négatif à l'instant t> t - min _v (t) représente la valeur minimale des vitesses des roues qui sont soumises à un couple positif à l'instant t> t , et - Vref_gamma(t) représente la valeur de vitesse à l'instant t> t issue de l'intégration de l'accéléromètre selon le calcul réalisé par le bloc 2. Le bloc 3 a pour but d'augmenter la précision d'estimation de la vitesse quand les quatre roues glissent en vérifiant la cohérence de l'estimation de la vitesse de référence sur la base de l'accéléromètre, qui est peu précis comme nous l'avons souligné auparavant, avec les vitesses des quatre roues. Pour cela, deux critères sont vérifiés : - la vitesse de référence estimée à l'aide de l'accéléromètre doit être toujours inférieure au minimum des vitesses des roues qui sont soumises à un couple positif (couple moteur). En effet, si ces dernières glissent, leur glissement ne peut être que positif (phénomène de patinage) ; - la vitesse de référence estimée à l'aide de l'accéléromètre doit être toujours supérieure au maximum des vitesses des roues qui sont soumises à un couple négatif (couple frein). En effet, si ces dernières glissent, leur glissement ne peut être que négatif (phénomène de blocage). Ces critères nous donnent la condition suivante de cohérence qui est vérifiée à l'étape e3 : Max_v(t) t ) : Le bloc 3 corrige alors l'estimation de la vitesse et fournit en sortie une nouvelle valeur de référence Vref accelero dans une étape e4, selon la formule suivante : 10 Pour t> t l'estimation de la vitesse de référence est alors donnée par : Pour t ti Vref_accelereo(t) = max v- (t) si [Vref accelero(t-dt)+Gamma_L(t)-dt] min_v(t) Vref_accelereo(t) = Vref_accelero(t-dt)+Gamma_L(t)-dt sinon Ainsi, tant que la relation de cohérence est vérifiée, l'estimation de la vitesse de référence est celle directement donnée par le bloc 2 sur la base 20 de la mesure de l'accéléromètre puis en cas d'incohérence, cette vitesse est maintenue dans une fourchette donnée par les vitesses des roues et l'intégration de l'accéléromètre du bloc 2 est réinitialisée par cette valeur de correction choisie. 25 La figure 3 illustre une réalisation possible de ce bloc 3. Enfin, le bloc 4 du dispositif est le bloc de sortie qui transmet la valeur retenue Vref_accelero pour la vitesse de référence.5 RENO20FR PJ7372 - dépôt DA 10 Outre les capteurs mentionnés précédemment, le dispositif permettant de mettre en oeuvre ce procédé peut consister en un simple calculateur. En variante, le dispositif précédent peut être simplifié en utilisant un seul intégrateur dans le bloc 2 et/ou en supprimant le bloc 3 de vérification de cohérence. Une telle variante sera moins coûteuse mais donnera un résultat moins précis. Ce procédé et dispositif associé sont adaptés à tous les types de véhicules automobiles, comme les voitures à traction, à propulsion, les quatre roues motrices et les voitures hybrides. Il peut être exploité dans plusieurs applications, par exemple pour les systèmes actifs de sécurité (ABS, Traction Control), pour un système anti-patinage ou pour un système de diagnostic de l'état du véhicule. Revendications 1. Procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile comprenant une mesure des vitesses des roues et une mesure de l'accélération longitudinale fournie par un accéléromètre, caractérisé en ce qu'il comprend une première étape (el) de détection de l'état des roues, et une seconde étape (e2) d'estimation de la vitesse longitudinale à partir de la valeur d'accélération (Gamma_L) fournie par l'accéléromètre quand les quatre roues glissent et une estimation à partir de la vitesse de la ou des roue(s) non glissante(s) dans tous les autres cas. 2. Procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'estimation de la vitesse longitudinale (Vref gamma) à partir de la valeur d'accélération (Gamma_L) fournie par l'accéléromètre quand les quatre roues glissent de l'étape (e2) comprend au moins une intégration de l'accélération (Gamma_L) fournie par l'accéléromètre à partir d'une vitesse de référence des roues (Vref roues). 3. Procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'intégration de l'accélération (Gamma_L) est réalisée à partir d'un temps (to) antérieur à l'instant (t) de détection du glissement de la quatrième roue lors de l'étape (el). 4. Procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le temps (to) de début d'intégration de l'accélération (Gamma_L) est choisi dans l'intervalle iù 0.5 5. Procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'estimation de la vitesse longitudinale à partir de la valeur d'accélération (Gamma_L) fournie par l'accéléromètre quand les quatre roues glissent de l'étape (e2) est choisie parmi deux intégrations de l'accélération (Gamma_L) fournie par l'accéléromètre à partir d'une vitesse des roues (Vref_roues) à partir de deux instants décalés, ces deux intégrations étant réinitialisées de manière décalée quand l'estimation de la vitesse de référence est faite à partir des roues et n'étant plus réinitialisées après la détection du glissement de la quatrième roue, la vitesse longitudinale retenue (Vref gamma) étant celle obtenue par l'intégrateur dont l'instant de dernière réinitialisation est le plus ancien. 6. Procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire (e3) de vérification de la cohérence de la vitesse longitudinale (Vref gamma) obtenue à l'étape précédente (e2) dans le cas où les quatre roues glissent, en vérifiant que cette vitesse est inférieure au minimum des vitesses (Min_v) des roues qui sont soumises à un couple positif et supérieure au maximum (Max v) des vitesses des roues qui sont soumises à un couple négatif. 7. Procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une étape (e4) de choix de l'estimation de la vitesse longitudinale (Vref accelereo(t)) à un instant (t) quand les quatre roues glissent selon les règles suivantes :RENO20FR PJ7372 - dépôt DA 13 -tant que la valeur (Vref_gamma(t)) obtenue à l'étape (e2) reste considérée cohérente à l'étape (e3), alors Vref accelereo(t) = Vref_gamma(t), -si à un instant (ti), cette valeur (Vref_gamma(ti)) est considérée comme incohérente, 5 alors pour tout instant (t) postérieur à (ti), Vref accelereo(t) = max_v(t) si [Vref accelero(t-dt)+Gamma_L(t)-dt] min_v(t) Vref_accelereo(t) = Vref_accelero(t-dt)+Gamma_L(t)-dt sinon 10 8. Dispositif d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile, comprenant au moins un capteur de mesure de la vitesse des roues sur chaque roue et un accéléromètre, et caractérisé en ce qu'il comprend un calculateur apte à mettre en oeuvre un procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile selon une des 15 revendications 1 à 7. 9. Dispositif d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de détection de l'état des roues et en ce que le 20 calculateur comprend un bloc (2) avec au moins un intégrateur (21, 22) pour obtenir une valeur de la vitesse longitudinale (Vref_gamma) sur la base de l'intégration de l'accélération longitudinale (Gamma_L) fournie par l'accéléromètre. 25 10. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de mise en oeuvre du procédé d'estimation de la vitesse longitudinale d'un véhicule automobile selon une des revendications 1 à 7. 30