Brevet FR2925967A1 — publié le 20090703

PROCEDE DE CALCUL DE VITESSE LONGITUDINALE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE. La présente invention concerne un procédé de calcul de vitesse longitudinale d'un véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention propose un procédé pour calculer une vitesse longitudinale de référence d'un véhicule automobile utilisée dans des dispositifs destinés à améliorer le comportement du véhicule et à garantir la sécurité des passagers. Pour de nombreuses fonctions implémentées dans le véhicule du type régulation de freinage ou encore contrôle de stabilité, il est souvent nécessaire de connaître en temps réel la vitesse du véhicule. Certaines de ces fonctions contribuant à la sécurité du conducteur et des passagers nécessitent de connaître impérativement la vitesse du véhicule à chaque instant et surtout de façon fiable. Cependant, il est connu que les procédés de calcul de la vitesse longitudinale de référence à partir de capteurs mesurant les vitesses angulaires des roues sont généralement peu fiables et fournissent une valeur de vitesse faussée, notamment lors de la dérive du véhicule, lors d'un pneu sous-gonflé ou encore lors du patinage des roues. Dans ce contexte, la présente invention vise à fournir un procédé de calcul de vitesse longitudinale de référence d'un véhicule automobile permettant d'obtenir une vitesse longitudinale de référence fiable. A cette fin, l'invention propose un procédé de calcul de vitesse longitudinale de référence d'un véhicule automobile à partir de la vitesse angulaire des roues caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes . - acquisition des vitesses angulaires de chaque roue délivrées par des capteurs ; - acquisition d'une accélération longitudinale et d'une vitesse de lacet du véhicule délivrées par un accéléromètre ; calcul d'un seuil dynamique à partir de ladite 5 vitesse angulaire et de ladite accélération longitudinale, ledit seuil périodiquement ; - qualification dedynamique étant remis à jour chaque vitesse angulaire par comparaison entre ledit seuil dynamique correspondant et 10 un seuil de référence ; - détermination de ladite vitesse longitudinale de référence en fonction de la sélection d'un mode de calcul de ladite vitesse longitudinale de référence à partir d'une fonction complémentaire de filtrage et d'une 15 matrice de décision. Selon une autre caractéristique, le procédé est tel que ledit seuil dynamique calculé est déterminé par la relation : 20 où est le seuil dynamique ; est le rayon sous charge de la roue ; Col est la dérivée de la vitesse angulaire de la roue ; 25 est l'accélération longitudinale du véhicule ; est la distance longitudinale de l'essieu de la roue par rapport au centre de gravité du véhicule ; y est la vitesse de lacet du véhicule est un indice entier variant de 1 à 4 identifiant la roue du véhicule. Selon une autre caractéristique, le procédé est tel que l'étape de qualification de chaque vitesse angulaire comprend les modes de qualification suivant : - si le capteur est disponible et fournit une 10 vitesse angulaire, le seuil dynamique correspondant étant inférieur à un seuil de référence, alors la qualification de la vitesse est dite � valide � ; - si le capteur est disponible et fournit une vitesse angulaire, le seuil dynamique correspondant étant 15 supérieur à un seuil de référence, alors la qualification de la vitesse est dite � incertaine � ; si le capteur est invalide, alors la qualification de la vitesse est dite � absente � ; - si le capteur est indisponible, alors la 20 qualification de la vitesse est dite � indisponible �. Selon une autre caractéristique, le procédé est tel que la matrice de décision comporte en données d'entrée les modes de qualification des vitesses angulaires de chaque roue et en données de sortie l'un des modes 25 suivant . - traitement nominal ; -traitement partiel essieu arrière ; - traitement partiel diagonal -traitement partiel latéral ; 30 - traitement dégradé niveau 1 - traitement dégradé niveau 2 - traitement dégradé niveau 3. Selon une autre caractéristique, le procédé est tel que la matrice de décision comporte avec : - Q. = 1 lorsque la qualification est dite 5 � valide � ; - Q. = 0 lorsque la qualification est dite � incertaine �, � absente � ou � indisponible � ; la répartition suivante : Q, Q, Q, Q4 Traitement 1 1 1 1 Traitement nominal 1 1 1 0 Traitement partiel diagonal(D1) Z, 3 1 1 0 1 Traitement partiel diagonal(D2) 1, 4 1 1 0 0 Traitement dégradé niveau 3 1 0 1 1 Traitement partiel diagonal(D2) 1, 4 1 0 1 0 Traitement partiel latéral Gauche , 3 1 0 0 1 Traitement partiel diagonal (D2) 1, 1 0 0 0 Traitement dégradé niveau 2 0 1 1 1 Traitement partiel essieu arrière 0 1 1 0 Traitement partiel diagonal (Dl) Z, 3 0 1 0 1 Traitement partiel latéral Droit 2, 4 0 1 0 0 Traitement dégradé niveau 2 0 0 1 1 Traitement partiel essieu arrière 0 0 1 0 Traitement dégradé niveau 2 0 0 0 1 Traitement dégradé niveau 2 0 0 0 0 Traitement dégradé niveau 1 10 Selon une autre caractéristique, le procédé est tel que ladite fonction complémentaire de filtrage est apte à fournir un mode de calcul de ladite vitesse longitudinale de référence en fonction d'un traitement choisi par la 15 matrice de décision. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 est un schéma fonctionnel du procédé de calcul de vitesse longitudinale de référence d'un 5 véhicule selon l'invention ; L'indice identifiant la sorte que : pour la roue avant gauche, i vaut 1 ; 10 pour la roue avant droite, i vaut 2 ; pour la roue pour la roue i est un entier variant de 1 à 4, position des quatre roues du véhicule de 15 arrière arrière Le procédé de calcul référence selon l'invention étape FS1, comme le montregauche, i vaut 3 ; droite, i vaut 4 ; de vitesse longitudinale de consiste dans une première la figure 1, à acquérir les vitesses angulaires des quatre roues du véhicule délivrées par quatre capteurs C., t0 définissant le top référence du à un instant de départ procédé. Au même 20 FS2 du procédé en temps réel délivrées centre de gravité du accélération longitudinale du véhicule. 25 L'acquisition de ces données dans la première étape FS1 et dans la deuxième étape FS2 permet dans une troisième étape FS3 de calculer un seuil dynamique i pour chaque roue du véhicule, remis à jour de façon périodique ; la remise à jour du calcul s'effectue 30 sensiblement autour d'une durée de 50ms à partir de l'instant de départ t0. Le calcul du seuil dynamique nécessite une saisie supplémentaire de certains paramètres du véhicule dans une fonction complémentaire FC1 tels que l'empattement, la voie et le rayon de roue. 35 Le seuil dynamique i détermine ainsi l'écart entre la dérivée de la vitesse angulaire délivrée dans la première étape FS1 et l'accélération longitudinale Al du véhicule instant de départ permet d'acquérir t0, une deuxième étape des mesures inertielles par un accéléromètre situé au véhicule, relatives à une Al et à une vitesse de lacet y délivrée par l'accéléromètre lors de la deuxième étape FS2, corrigée par la vitesse de lacet i/( ; autrement dit le seuil dynamique i est définit par la relation : où est le rayon sous charge de la roue ; Col est la dérivée de la vitesse angulaire de la roue ; est l'accélération longitudinale du véhicule ; est la distance longitudinale de l'essieu de la roue par rapport au centre de gravité du véhicule ; i/( est la vitesse de lacet du véhicule ; On notera que dans cette équation, la vitesse de lacet peut être omise à condition d'avoir une plus grande tolérance y sur les seuils de références Ei. Le seuil dynamique i est utilisé ensuite lors d'une quatrième étape FS4 qui qualifie chaque vitesse angulaire i par comparaison du seuil dynamique précédemment calculé à un seuil de référence Ei. Cette étape FC4 attribue alors pour chacune des informations entrantes une qualification Qi sortante suivant le principe suivant . - si le capteur de roue C. est disponible et fournit une vitesse angulaire i, le seuil dynamique étant inférieur au seuil de référence Ei, alors la qualification Q. est dite � valide � ; - si le capteur de roue C est disponible et fournit une vitesse angulaire i, le seuil dynamique étant supérieur au seuil de référence Ei, alors la qualification Q. est dite � incertaine � ; - si le capteur de roue C. est invalide, c'est-à-dire qu'il y a un défaut du capteur, alors la 5 qualification Q. est dite � absente � ; - si le capteur de roue C. est indisponible, c'est-à-dire que le capteur est en cours d'initialisation et qu'il ne peut pas fournir de vitesse angulaire ., la qualification Q. est dite � indisponible � ; 10 Enfin, la cinquième étape FS5 détermine une vitesse longitudinale de référence du véhicule en combinant une fonction de filtrage de l'information FC3 du type � Vm=filter( i) � à une matrice de décision FC2 préalablement saisie définissant un type de traitement de 15 l'information adéquate en fonction des données de qualification Q. sortantes de l'étape FS4, avec : = 1 lorsque Q. est � valide � ; = 0 lorsque Q. est � incertaine �, � absente � ou � indisponible � ; 20 soit : Q, Q, Q, Q4 Traitement 1 1 1 1 Traitement nominal 1 1 1 0 Traitement partiel diagonal(D1) Z, 3 1 1 0 1 Traitement partiel diagonal(D2) 1, 4 1 1 0 0 Traitement dégradé niveau 3 1 0 1 1 Traitement partiel diagonal(D2) 1, 4 1 0 1 0 Traitement partiel latéral Gauche , 3 1 0 0 1 Traitement partiel diagonal (D2) 1, 1 0 0 0 Traitement dégradé niveau 2 0 1 1 1 Traitement partiel essieu arrière 0 1 1 0 Traitement partiel diagonal (Dl) Z, 3 0 1 0 1 Traitement partiel latéral Droit 2, 4 0 1 0 0 Traitement dégradé niveau 2 0 0 1 1 Traitement partiel essieu arrière 0 0 1 0 Traitement dégradé niveau 2 0 0 0 1 Traitement dégradé niveau 2 0 0 0 0 Traitement dégradé niveau 1 Les différents traitements en sortie de la matrice de décision FC2 permettent de disposer d'une vitesse longitudinale la plus fiable possible en fonction de l'état des capteurs et des valeurs de vitesses angulaires fournies. Le traitement nominal est choisi lorsque les quatre capteurs sont disponibles et valides. Le traitement partiel essieu arrière est choisi 10 lorsque les deux capteurs C4 et C3 sont disponibles et valides. Le traitement partiel diagonal Dl 2' 3 ou D2 1, est choisi lorsque deux capteurs en diagonal C2 et C3 ou C1 et C4 sont disponibles et valides ; ce traitement permet 15 de privilégié la stabilité du véhicule. Le traitement partiel latéral Gauche , , ou Droit 2, 4 est choisi lorsque deux capteurs axiaux C1 et C3 ou C2 et C4 sont disponibles et valides ; ce traitement permet de prendre en compte les situations � MU-Split �. 20 Le traitement dégradé est choisi lorsque : - les quatre capteurs ne sont pas disponibles ou ne fournissent pas de mesures valides, on parlera alors de traitement dégradé de niveau 1 ; le niveau 1 correspondant au niveau le plus bas ; 25 - trois capteurs ne sont pas disponibles ou ne fournissent pas de mesures valides et un capteur est disponible et valide, on parlera alors de traitement dégradé de niveau 2 ; - deux capteurs ne sont pas disponibles ou ne 30 fournissent pas de mesures valides et deux capteurs sont disponibles et valides sur l'essieu avant, on parlera alors de traitement dégradé de niveau 3. A chaque traitement sortant de la matrice de décision FC2 correspond un mode de calcul de la vitesse longitudinale de référence défini dans la fonction de filtrage FC3. Dans un mode de réalisation particulier, la fonction de filtrage FC3 peut se constituer par exemple 5 de 9 filtres parallèles permettant le calcule d'une vitesse mesurée Vm, de sorte que : - pour le traitement nominal : Vml (t) = al r (wl + 4z + w3 + w4 + b1.Vm1(t -1) , Vml (0) =0 ; - pour le traitement partiel essieu arrière : 10 Vm4 (t) = a4 • r (w 3 + w4 ) + b4 .Vm4 (t -1) , Vm4 (0) =0 ; -pour le traitement partiel diagonal (Dl) . Vmg (t) = a2 r (02+02 )+ b2 .Vm2 (t -1) , Vmg (0) =0 2 - pour le traitement partiel diagonal (D2) . Vm3 (t) = a3 r (01+04 )+ b3 .Vm3 (t -1) , Vm3 (0) =0 2 15 - pour le traitement partiel latéral Droit: Vm5 (t)=a5•r•(02+w4)+b5.Vm5(tù1), Vm5(0)=0 2 - pour le traitement partiel latéral Gauche : Vm6 (t) = a6 • r (w i + w3) + b6.Vm6 (t -1) , Vm6 (0) =0 ; - pour le traitement dégradé de niveau 1 Vm, (t) = Vm7 (t -1) , To7 = To7 +1 Vm7 (t) =0 si To7 > 200ms finit : Vm, (0) =0 , Ta, =0 - pour le traitement dégradé de niveau 2 Vmg (t) =Vmg (t -1) , To8 =Tog +1 Vmg (t) =0 si To8 > 200ms finit : Vm8(0)=0, To8 =0 -pour le traitement dégradé de niveau 3 Vmg (t) =Vmg (t -1) , Tog =Tog +1 Vmg (t) =0 si Tog > 200ms 30 mit : Vmg (0) =0 , Tog =0 où Vm. est la vitesse mesurée ; 20 25 r est le rayon sous charge de la roue ; est la vitesse angulaire mesurée par les capteurs de roues Ci ; a, et b, sont des constantes prédéterminées ; L'affectation de la bonne mesure Vm, à la vitesse de référence se fait en fonction des dites qualifications Qi de chaque vitesse de roue. L'étape FC5 permet de combiner les informations issues de l'étape FS4 avec la matrice de décision FC2 et la fonction de filtrage FC3 afin de déterminer la vitesse longitudinale de référence du véhicule. Ainsi, le procédé suivant l'invention propose un calcul de vitesse longitudinale de référence d'un véhicule automobile utilisant une redondance des vitesses angulaires des roues du véhicule avec les informations de l'unité de mesure inertielle, accélération longitudinale et vitesse de lacet, permettant de calculer un seuil dynamique remis à jour périodiquement, de l'ordre de 50 ms. La définition d'une qualification � disponible �, � incertaine �, � valide �, ainsi que le filtrage au moyen d'une matrice de décision basée sur des critères de décision liés à la dynamique du véhicule permettent le bon déroulement du procédé et le calcul d'une vitesse longitudinale de référence fiable. REVENDICATIONS 1. Procédé de calcul de vitesse longitudinale de référence d'un véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : -acquisition des vitesses angulaires ( ) de chaque roue délivrées par des capteurs (Ci) ; - acquisition d'une accélération longitudinale (Al) et d'une vitesse de lacet (tjr) du véhicule délivrées par un accéléromètre ; - calcul d'un seuil dynamique ( ) à partir de ladite vitesse angulaire ( ) et de ladite accélération longitudinale (A1), ledit seuil dynamique ( ) étant remis à jour périodiquement ; - qualification de chaque vitesse angulaire ( ) par comparaison entre ledit seuil dynamique ( ) correspondant et un seuil de référence (E.); - détermination de ladite vitesse longitudinale de référence en fonction de la sélection d'un mode de calcul de ladite vitesse longitudinale de référence à partir d'une fonction complémentaire de filtrage (FC3) et d'une matrice de décision (FC2). 2. Procédé de calcul de vitesse longitudinale de référence d'un véhicule automobile selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit seuil dynamique ( ) calculé est déterminé en fonction d'informations issues des capteurs de vitesse de roue (Ci), d'accélération latérale (Al) et de la vitesse de lacet ( Vi) . 3. Procédé de calcul de vitesse longitudinale de référence d'un véhicule automobile selon l'une des 35 revendications 1 à 2 caractérisé en ce que ledit seuil dynamique ( ) calculé est déterminé par la relation : n ,-(+1: W. oùest le seuil dynamique ; est le rayon sous charge de la roue ; Col est la dérivée de la vitesse angulaire de la est l'accélération longitudinale du véhicule ; est la distance longitudinale de l'essieu de la roue par rapport au centre de gravité du véhicule ; y est la vitesse de lacet du véhicule ; est un indice entier variant de 1 à 4 identifiant 10 la roue du véhicule. 4. Procédé de calcul de vitesse longitudinale de référence d'un véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ladite étape 15 de qualification de chaque vitesse angulaire ( .) comprend les modes de qualification (Q.) suivant : si le capteur (Ci) est disponible et fournit une vitesse angulaire ( .), le seuil dynamique ( ) correspondant étant inférieur à un seuil de référence 20 (E.), alors la qualification (Q.) de la vitesse est dite � valide � ; si le capteur (Ci) est disponible et fournit une vitesse angulaire ( .), le seuil dynamique ( ) roue ; 5correspondant étant supérieur à un seuil de référence (E.), alors la qualification (Q.) de la vitesse est dite � incertaine � ; si le capteur (Ci) est invalide, alors la qualification (Q.) de la vitesse est dite � absente � ; si le capteur (Ci) est indisponible, alors la qualification (Q.) de la vitesse est dite � indisponible �. 5. Procédé de calcul de vitesse longitudinale de référence d'un véhicule automobile selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'une matrice de décision (FC2) comporte en données d'entrée les modes de qualification (Q.) des vitesses angulaires ( ) de chaque roue et en données de sortie l'un des modes suivant : - traitement nominal ; - traitement partiel essieu arrière ; - traitement partiel diagonal - traitement partiel latéral ; - traitement dégradé niveau 1 - traitement dégradé niveau 2 -traitement dégradé niveau 3. 6. Procédé de calcul de vitesse longitudinale de référence d'un véhicule automobile selon la revendication 5 caractérisé en ce que lesdits modes de qualifications d'entrée de ladite matrice de décision (FC2) comportent les valeurs . - Q 1 lorsque la qualification (Q.) est dite � valide � ; - Q. = 0 lorsque la qualification (Q.) est dite � incertaine �, � absente � ou � indisponible �. 7. Procédé de calcul de vitesse longitudinale de référence d'un véhicule automobile selon la revendication 6 caractérisé en ce que ladite matrice de décision (FC2) comporte la répartition suivante :Q, Q, Q, Q4 Traitement 1 1 1 1 Traitement nominal 1 1 1 0 Traitement partiel diagonal(D1) 3 1 1 0 1 Traitement partiel diagonal(D2) 1, 4 1 1 0 0 Traitement dégradé niveau 3 1 0 1 1 Traitement partiel diagonal(D2) 1, 4 1 0 1 0 Traitement partiel latéral Gauche , 3 1 0 0 1 Traitement partiel diagonal (D2) 1, 1 0 0 0 Traitement dégradé niveau 2 0 1 1 1 Traitement partiel essieu arrière 0 1 1 0 Traitement partiel diagonal (Dl) 3 0 1 0 1 Traitement partiel latéral Droit 2, 4 0 1 0 0 Traitement dégradé niveau 2 0 0 1 1 Traitement partiel essieu arrière 0 0 1 0 Traitement dégradé niveau 2 0 0 0 1 Traitement dégradé niveau 2 0 0 0 0 Traitement dégradé niveau 1 8. Procédé de calcul de vitesse longitudinale de référence d'un véhicule automobile selon les revendications 1 à 7 caractérisé en ce que ladite fonction complémentaire de filtrage (FC3) est apte à fournir un mode de calcul de ladite vitesse longitudinale de référence en fonction d'un traitement choisi par la matrice de décision (FC2). 9. Procédé de calcul de vitesse longitudinale de référence d'un véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que l'affectation de ladite vitesse longitudinale de référence s'effectue au moyen de ladite matrice de décision (FC2).