Brevet FR2920393A1 — publié le 20090306

Procédé de mise à jour de la valeur de décalage entre l'angle volant relatif et l'angle volant absolu d'un véhicule automobile La présente invention concerne un procédé de mise à jour de la valeur de décalage entre l'angle volant relatif et l'angle volant absolu d'un véhicule automobile. La présente invention concerne notamment les systèmes de contrôle de trajectoire pour véhicules automobiles, ces systèmes étant plus connus sous l'acronyme anglo-saxon � ESP � signifiant � Electronic Stability Program �. Par la suite, ils seront simplement désignés par � systèmes 1 o ESP �. En cas de perte d'adhérence dans un virage négocié à trop grande vitesse, le système ESP permet de corriger automatiquement la trajectoire du véhicule en agissant sur son système de freinage. Pour cela, les phénomènes de sous-virage et de sur-virage sont détectés par des capteurs répartis au niveau des trains roulants et de la direction. Des calculateurs 15 vérifient plusieurs dizaines de fois par seconde que la trajectoire réelle suivie par le véhicule est bien celle souhaitée par son conducteur. Dans le cas contraire, la trajectoire est corrigée automatiquement par un freinage ciblé sur une roue. II s'agit donc d'un équipement de sécurité active. La présente invention concerne plus particulièrement le signal angle volant. Ce signal 20 renseigne sur la valeur instantanée de l'angle de rotation du volant autour de son axe. II est consommé par les systèmes ESP pour évaluer la trajectoire souhaitée par le conducteur. L'un des problèmes techniques que la présente invention se 25 propose de résoudre concerne le recalage du signal angle volant. Le signal angle volant représente une position angulaire du volant comprise généralement entre -720° et +720 °, les valeurs positives étant dans le sens anti-horaire et les valeurs négatives étant dans le sens horaire. Le signal angle volant relatif est mesuré par un capteur à partir d'une position 30 angulaire prise arbitrairement comme référence. La valeur nulle à la position angulaire de référence du signal angle volant relatif ne correspond à aucune trajectoire particulière du véhicule, qui suit très probablement une trajectoire en courbe et non pas en ligne droite. Le signal angle volant absolu, quant à lui, est comparable au signal angle volant relatif, à ceci près qu'il incorpore la notion de � zéro volant �. La position angulaire de référence pour déterminer l'angle volant absolu est la position du volant pour lequel le véhicule roule en ligne droite. Cette position est également appelée � zéro volant �. De manière quasiment systématique, la valeur nulle du signal angle volant absolu et la valeur nulle du signal angle volant relatif ne correspondent pas à une même position angulaire du volant. Ainsi, l'angle volant absolu ABS peut être définit à partir de l'angle volant relatif REL par la relation (1) suivante, où OFFSET est une valeur angulaire de décalage : ABS = REL + OFFSET (1) La valeur OFFSET est donc l'écart angulaire par rapport à la position angulaire de référence utilisée pour mesurer l'angle volant relatif qu'il est nécessaire d'appliquer au volant pour effectivement rouler en ligne droite. Or, un système ESP utilise le signal angle volant absolu ABS et non pas l'angle volant relatif REL. II est donc nécessaire de déterminer régulièrement la valeur de décalage OFFSET, afin de fournir au système ESP un angle volant absolu ABS toujours pertinent. Cette opération de mise à jour de la valeur de décalage OFFSET fournie au système ESP est couramment appelée � recalage � du signal angle volant. La présente invention propose notamment d'utiliser la vitesse de rotation du volant afin d'être plus robuste et de pouvoir recaler l'angle volant dans des situations de roulage dynamique. Aujourd'hui, les principaux travaux effectués sur le sujet sont essentiellement contenus dans le brevet français FR 2 848 975 Al et dans le brevet américain numéro US 6,789,017 B2. Le brevet français concerne un procédé d'établissement de la position angulaire du volant d'un véhicule automobile équipé d'un système d'assistance électrique à la direction. II ne fait pas référence à l'utilisation d'un angle relatif autre que celui donné par le résolveur de direction électrique pour effectuer le recalage du signal angle volant. Notamment, il ne suggère pas d'utiliser la vitesse de rotation du volant. Le brevet US concerne une méthode de détermination de la position angulaire du volant d'un véhicule. II propose uniquement d'utiliser l'angle relatif ainsi que toutes les variables dynamiques du véhicule comme les vitesses des roues, la vitesse de lacet et l'accélération latérale. II ne suggère pas non plus d'utiliser la vitesse de rotation du volant. L'invention a notamment pour but de déterminer un signal angle volant absolu destiné au système ESP, non seulement à partir du signal angle volant relatif et de variables dynamiques du véhicule, mais également à partir de la vitesse de rotation du volant calculée à partir de l'angle volant relatif. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de mise à jour de la 1 o valeur de décalage entre l'angle volant relatif et l'angle volant absolu d'un véhicule automobile. La valeur de décalage est mise à jour lorsqu'un critère de comparaison entre la vitesse volant estimée et la vitesse volant calculée à partir de l'angle volant relatif est satisfait. Dans un mode de réalisation, la vitesse volant estimée peut être 15 déterminée à partir de la vitesse de lacet du véhicule mesurée par un capteur et à partir des vitesses de rotation des roues du véhicule mesurées par des capteurs. La vitesse volant calculée peut être déterminée à partir de la mesure de l'angle relatif. Avantageusement, la valeur de décalage peut ne pas être mise à 20 jour lorsque le véhicule est en situation de glissement, c'est-à-dire lorsque sa vitesse de lacet n'est pas cohérente des vitesses de rotation de ses roues. Par exemple, le critère de comparaison peut être satisfait lorsque l'écart entre la vitesse volant estimée et la vitesse volant calculée est inférieur à un seuil donné pendant une durée donnée. 25 La valeur de décalage peut également être mise à jour lorsque l'écart entre l'angle volant absolu estimé et l'angle volant relatif mesuré est inférieur à un seuil donné pendant une durée donnée, la valeur de décalage étant alors mise à jour lorsque l'un ou l'autre des critères est satisfait. La valeur utilisée pour la mise à jour peut par exemple être la différence entre la 30 valeur de l'angle volant relatif mesuré et la valeur de l'angle volant absolu estimé à l'instant où le critère est satisfait. Mais la valeur de décalage peut également n'être mise à jour que lorsqu'elle est inférieure à un seuil donné pendant une durée donnée, la valeur de décalage n'étant alors mise à jour que lorsque l'un et l'autre des 35 critères sont satisfaits. La valeur utilisée pour la mise à jour peut par exemple être la moyenne des valeurs de décalage déterminées aux instants où chacun des deux critères ont été satisfaits, ces valeurs de décalage étant obtenues par différence entre la valeur de l'angle volant relatif mesuré et la valeur de l'angle volant absolu estimé. L'invention a encore pour principaux avantages qu'elle permet de réduire le coût du capteur d'angle volant monté aujourd'hui sur tous les véhicules intégrant un système ESP. Elle permet de passer d'un capteur 1 o d'angle absolu à un capteur d'angle relatif et ainsi de diviser d'un facteur trois le coût du capteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront 15 à l'aide de la description qui suit faite en regard de la figure unique annexée. La figure illustre, par un synoptique, un exemple d'architecture permettant de mettre en oeuvre la présente invention dans un véhicule automobile. Dans ce mode de réalisation, un système ESP 1 fournit certaines variables dynamiques du véhicule à un module 2 de détection de glissement, comme 20 par exemple la vitesse de lacet ' qui peut être mesurée par un bicapteur ou un tricapteur, et les vitesses de rotation des roues qui peuvent être mesurées par des capteurs disposés au niveau des roues. A partir de la vitesse de lacet et des vitesses des roues, le module 2 peut avantageusement détecter les phases de non-glissement du véhicule pendant lesquelles le recalage du 25 signal angle volant peut être effectué. Pour cela, il vérifie que la vitesse de lacet est cohérente des vitesses de roues. Tant que le véhicule ne glisse pas, le module 2 fournit en sortie un indicateur de non-glissement qui vaut OK (ou 1). Dans le cas où le véhicule glisse, l'indicateur de non-glissement en sortie du module 2 vaut NOK (ou 0). 30 Simultanément, à partir de la vitesse de lacet ' et des vitesses des roues fournies par le système ESP 1, un module 3 implémentant un modèle cinématique estime un angle volant absolu V_absolute_est et également une vitesse volant 9v est . Le module 3 fournit en sortie un signal angle volant 35 absolu estimé V_absolute_est et un signal vitesse volant estimée 9v est . Si le véhicule est en phase de glissement, c'est-à-dire si l'indicateur de non- glissement en sortie du module 2 vaut NOK, alors le signal angle volant absolu estimé et le signal vitesse volant estimée en sortie du module 3 ne sont pas exploitables. Avantageusement, l'angle volant n'est alors pas recalé. Si le véhicule est en phase de non-glissement, c'est-à-dire si l'indicateur de non-glissement en sortie du module 2 vaut OK, alors le signal angle volant absolu estimé et le signal vitesse volant estimée en sortie du module 3 peuvent être considérés comme pertinents. Par conséquent, l'angle volant absolu V_absolute_est et la vitesse volant 0, est estimés peuvent 1 o être exploités efficacement par des modules 4 et 5 de recalage de l'angle volant délimités respectivement sur la figure par des lignes fermées discontinues. Le module 4 est un module de recalage statique. Un recalage 15 statique est un recalage qui utilise l'angle volant relatif pour effectuer le recalage. Dans ce mode de réalisation, un capteur 6 d'angle volant relatif couplé à un module 7 de calcul de l'angle volant relatif fournissent avantageusement en entrée du module 4 un signal angle volant relatif v_relative_mes. Le capteur 6 peut être par exemple un résolveur de direction 20 électrique ou un capteur d'angle relatif dédié. Le module 5 est un module de recalage dynamique selon l'invention. Un recalage dynamique est un recalage qui utilise la vitesse volant pour effectuer le recalage. Dans ce mode de réalisation, le capteur 6 couplé au module 7 fournissent avantageusement en entrée du module 5 un signal vitesse volant 0, cale. II 25 est important de remarquer que les deux voies de recalage selon l'invention, constituées par les modules 4 et 5, n'utilisent pas le même type de flux d'entrée : l'un utilise un signal angle volant, l'autre utilise un signal vitesse volant. Globalement, ceci permet une détection plus rapide d'un écart angulaire et rend plus robuste le recalage. Ainsi, si l'indicateur de non- 30 glissement en sortie du module 2 vaut OK, alors les deux modules 4 et 5 de recalage travaillent en parallèle pour déterminer la valeur de l'écart entre l'angle volant absolu estimé par le module 3 et l'angle volant relatif mesuré par le capteur 6. Le module 4 de recalage statique utilise le signal angle volant absolu estimé par le module 3. Le module 4 utilise également le signal angle volant relatif mesuré par le capteur 6. Un sous-module 8 du module 4 peut calculer l'écart entre le signal angle volant absolu estimé et le signal angle volant relatif mesuré. Un sous-module 10 peut comparer cet écart à un seuil 1 donné pendant une durée t1 donnée. Si l'écart est inférieur à 1 pendant toute la durée t1, alors l'angle volant peut être recalé. L'écart angulaire utilisé pour recaler l'angle volant peut être calculé par un sous-module 12 par différence entre l'angle volant relatif mesuré et de l'angle volant absolu 1 o estimé à l'instant où la condition est remplie, c'est-à-dire à l'issue de la durée t1. Les paramètres seuil 1 et t1 doivent être choisis de manière à garantir une bonne fiabilité du recalage. Ainsi, le module 4 fournit en sortie un angle volant absolu recalé. 15 De manière similaire, le module 5 de recalage dynamique utilise le signal vitesse volant estimé 0, est donné par le module 3. Le module 5 utilise également le signal vitesse volant calculé 9v cale donné par le module 7 à partir des mesures du capteur 6. Un sous-module 9 du module 5 peut calculer l'écart entre le signal vitesse volant estimé et le signal vitesse volant 20 calculé. Un sous-module 11 peut comparer cet écart à un seuil 2 donné pendant une durée t2 donnée. Si l'écart est inférieur à 2 pendant toute la durée t2, alors l'angle volant peut être recalé. L'écart angulaire utilisé pour recaler l'angle volant peut être calculé par un sous-module 13 par différence entre l'angle volant relatif mesuré et de l'angle volant absolu estimé à l'instant 25 où la condition est remplie, c'est-à-dire à l'issue de la durée t2. Les paramètres seuil 2 et t2 doivent être choisis de manière à garantir une bonne fiabilité du recalage. Ainsi, le module 5 fournit en sortie un angle volant absolu recalé. 30 L'exemple de mise en oeuvre de la présente invention illustré par la figure 1 comporte deux modules 4 et 5 de recalage qui agissent indépendamment l'un de l'autre. Ainsi, suivant les différentes situations de roulage possibles, l'un est plus rapide que l'autre à détecter un écart angulaire significatif. C'est la détection la plus tôt qui fournit l'angle de 35 recalage, le réglage est donc plus rapide. Mais la présente invention peut également être mise en oeuvre avec les deux modules de recalage qui agissent de manière complémentaire. Dans ce cas, les deux valeurs d'angle de recalage peuvent être moyennées pour effectuer un réglage plus robuste. Bien entendu, de nombreux autres modes de réalisation peuvent être envisagés pour mettre en oeuvre la présente invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de mise à jour de la valeur de décalage entre l'angle volant relatif et l'angle volant absolu d'un véhicule automobile, l'angle volant absolu étant utilisé par un système de contrôle de trajectoire (1), caractérisé en ce que la valeur de décalage est mise à jour lorsqu'un critère de comparaison entre la vitesse volant estimée à partir des variables dynamiques du véhicule et la vitesse volant calculée à partir de l'angle volant relatif est satisfait. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que : - la vitesse volant estimée est déterminée à partir de la vitesse de lacet du véhicule ( ') mesurée par un capteur et à partir des vitesses de rotation des roues du véhicule mesurées par des capteurs ; - la vitesse volant calculée est déterminée à partir des mesures du capteur (6). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur de décalage n'est pas mise à jour lorsque le véhicule glisse, sa vitesse de lacet ( ') n'étant pas cohérente des vitesses de rotation de ses roues. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le critère de comparaison est satisfait lorsque l'écart entre la vitesse volant estimée (ev est) et la vitesse volant calculée (9v cale) est inférieur à un seuil ( 2) donné pendant une durée (t2) donnée. 25 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la valeur de décalage est également mise à jour lorsque l'écart entre l'angle volant absolu estimé ( v absolute est) et l'angle volant relatif ( V relative mes) mesuré à partir du capteur (6) est inférieur à un seuil ( 1) donné pendant une 30 durée (t1) donnée, la valeur de décalage étant mise à jour lorsque l'un ou l'autre des critères est satisfait. 6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la valeur de décalage est mise à jour avec la différence entre la valeur de l'angle20volant relatif mesuré ( V_relative_mes) et la valeur de l'angle volant absolu estimé ( V_absolute_est) à l'instant où le critère est satisfait. 7. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la valeur de décalage n'est mise à jour que lorsqu'elle est inférieure à un seuil ( 1) donné pendant une durée (t1) donnée, la valeur de décalage n'étant mise à jour que lorsque l'un et l'autre des critères sont satisfaits. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la valeur de 1 o décalage est mise à jour avec la moyenne des valeurs de décalage déterminées aux instants où chacun des deux critères ont été satisfaits, ces valeurs de décalage étant obtenues par différence entre la valeur de l'angle volant relatif mesuré ( V_relative_mes) et la valeur de l'angle volant absolu estimé ( V_absolute_est.) 15 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de décalage mise à jour est utilisée par un système de contrôle de trajectoire (1).