Brevet FR2990916A1 — publié le 20131129

PROCEDE DE DETECTION D'UNE ACCELERATION INTEMPESTIVE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte à la sécurité des véhicules automobiles. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de détection d'une accélération intempestive d'un véhicule automobile. Arrière-plan technologique Une accélération intempestive sur un véhicule automobile constitue un évènement redouté qui peut mettre en cause la sécurité des occupants du véhicule s'il elle survient. Pouvoir surveiller et identifier l'occurrence d'un tel évènement est donc essentiel. Une accélération est considérée comme intempestive lorsque le véhicule accélère alors que le conducteur n'appuie pas sur la pédale, ou de façon plus générale, quand le véhicule accélère plus que le conducteur ne l'a demandé. Les méthodes connues consistant à déterminer si une accélération est intempestive consistent à détecter une sur-accélération par l'un des moyens de surveillance suivants : - La surveillance d'un couple moteur en situation de pied levé ou plus généralement en situation sans demande de couple moteur : il s'agit alors de vérifier qu'il n'y a pas d'injection au cours de cette situation; - La surveillance continue du couple moteur: il s'agit alors de comparer le couple demandé au couple réalisé; - La surveillance continue de l'accélération véhicule: il s'agit ici de comparer l'accélération théorique du véhicule, estimée à partir du couple moteur demandé par le conducteur à l'accélération réelle, calculée par exemple par dérivation de la vitesse mesurée du véhicule. Cependant ces moyens de surveillance présentent certains inconvénients : Faire uniquement une surveillance de couple moteur en situation sans couple moteur demandé est limité : on se limite à certaines situations de vie du véhicule. De plus, détecter une injection en situation sans couple moteur demandé par exemple en situation dit de pied levé n'est pas symptomatique d'un défaut : cette situation peut se produire dans un mode normal de fonctionnement tel que par exemple des injections destinées à la chauffe d'un catalyseur. La surveillance continue du couple moteur est de plus délicate pour certains types de moteurs, comme les moteurs essence en charge stratifiée, l'estimation du couple est dans de cas difficile. La surveillance de continue de l'accélération véhicule peut s'appliquer sur tout type de véhicule. Cependant, l'efficacité de cette méthode dépend notamment de la précision de l'estimation des écarts: - entre la masse réelle du véhicule, qui est inconnue, et la masse prise pour référence, - entre le coefficient réel de friction des plaquettes de freins, qui est inconnu, et le coefficient de friction pris pour référence. Plus ces écarts sont grands, plus l'estimation de l'accélération théorique est faussée. Le cas échéant, il y a des risques soit de non détection, si l'accélération théorique est surestimée, soit de fausse alarme, si l'accélération théorique est sous-estimée. Un but de la présente invention est de résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. L'invention porte ainsi sur un procédé de détection d'une accélération intempestive d'un véhicule automobile dans lequel on détermine un écart entre une accélération théorique et une accélération réelle et on envoie une information d'alerte si l'écart est supérieur à un seuil de détection, caractérisé en ce que le procédé comprend une phase de recalage d'au moins un paramètre s'effectuant lorsque le véhicule est dans une situation de fonctionnement sans couple moteur demandé. En effet, cette situation de fonctionnement permet de faire des recalages fiables et donc d'améliorer la précision de l'estimation de l'écart De préférence, la phase de recalage d'au moins un paramètre comprend le recalage de la masse du véhicule et/ ou du coefficient de friction des plaquettes de frein du véhicule. De préférence encore, le recalage de la masse du véhicule est effectué pour des conditions de recalage supplémentaires comprenant : pas d'appui sur la pédale de frein, une pente sensiblement nulle. De préférence encore le recalage du coefficient de friction des plaquettes de frein est effectué pour des conditions de recalage supplémentaires comprenant : un appui sur la pédale de frein, une pente sensiblement nulle. Dans une variante, les conditions de recalage supplémentaires comprennent une durée requise en situation de fonctionnement sans couple moteur demandé, comprise entre une durée minimum et une durée maximum. De préférence, la durée requise en situation de fonctionnement sans couple moteur demandé est comprise entre 300 millisecondes et 2 secondes. De préférence, la masse de véhicule et/ou le coefficient de friction est moyenné sur la durée requise. De préférence, la détermination de l'écart s'effectue lorsque le véhicule est dans une situation de fonctionnement avec couple moteur demandé. Dans une variante, lorsque le véhicule est dans la situation de fonctionnement sans couple moteur demandé, on surveille les paramètres d'injection et on émet un signal d'alerte en cas de détection d'une injection anormale de carburant. L'invention a aussi pour objet un véhicule comprenant au moins un calculateur configuré pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention. Brève description des dessins D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : - La figure 1 est une représentation schématique de la structure logique du procédé de détection d'un d'accélération intempestive de l'invention. - La figure 2 est une représentation schématique du calcul de l'écart entre accélération théorique et accélération réelle. - La figure 3 est une représentation schématique du calcul du recalage de la masse du véhicule ou de coefficient de friction des plaquettes de frein. - La figure 4 est une représentation schématique du calcul de la masse du véhicule. - La figure 5 est une représentation schématique du calcul du coefficient de friction des plaquettes de frein. Description détaillée La figure 1 présente sous forme de bloc fonctionnel le procédé de détection d'une accélération intempestive de l'invention. Le procédé peut être mis en oeuvre par au moins un calculateur de véhicule automobile, le calculateur recevant les informations appropriées en provenance de capteurs ou d'estimateurs que comprend le véhicule. Dans ce procédé, le bloc 1 s'exécute lorsque le véhicule est dans une situation où le couple moteur demandé est nul tandis que le bloc 2 s'exécute lorsque le couple moteur demandé est non nul. L'exécution du bloc adéquat 1 ou 2 est décidée par exemple par la réception d'une information logique t prenant par exemple la valeur 1 en situation de couple moteur demandé nul et 0 dans l'autre situation. Les blocs 1 et 2 utilisent des informations en provenance de diverses sources : - un premier groupe de signaux, a, en provenance des capteurs et du contrôle moteur désignés A tel que par exemple le capteur de régime. - un second groupe de signaux, b, en provenance des capteurs véhicule et liaison au sol désignés B, - un premier groupe de paramètres, c, en provenance d'une mémoire C accessible en lecture et en écriture. Les paramètres c concernent la masse du véhicule et le coefficient de friction des plaquettes de frein, - un second groupe de paramètres, d, en provenance d'une mémoire D accessible en lecture seule. Dans la suite du mémoire et dans les figures 2 à 5 les signaux des différents groupes a, b, c, d sont rendus distincts par un indice. Le bloc 1 comprend un bloc de surveillance 10 des paramètres d'injection et un bloc de recalage 11 des paramètres C en lecture et en écriture : la masse du véhicule et le coefficient de friction des plaquettes de frein. Le bloc 1 émet un signal d'alerte w1 en cas de détection d'une injection anormale de carburant par le bloc 10. En effet une telle injection anormale de carburant pourrait être la cause d'une accélération intempestive du véhicule. On peut par exemple surveiller les paramètres d'injection tels que les données d'angles d'injection, de durée d'injection, le régime moteur pour vérifier la plausibilité d'un couple moteur environ nul. Le bloc 2 comprend : - un bloc de calcul 21 de l'écart, e, entre l'accélération théorique, yth , et l'accélération réelle yr . L'accélération théorique peut être estimée en application du Principe Fondamental de la Dynamique (ou par acronyme PFD) par la relation principale suivante : 11 Vans Strans. Iroue .[C mot ° rroue Yth pertes mot tot ] utot 2 .17 °frein rroue p X,roulement Faero M veh sin(0pente ] n Jtot Et où : Cmot est le couple moteur indiqué demandé. Plus précisément, le couple moteur indiqué demandé correspond au couple moteur issu de la chaîne de calcul de la consigne (ou demande) de couple débutant par l'Interprétation Volonté Conducteur qui permet de déterminer le couple au vilebrequin demandé par le conducteur, modulé pour prendre en compte les pertes moteurs (entraînement des courroies, pompage...), les demandes externes de couple (par exemple esp, régulateur de vitesse, boite de vitesse), les exigences d'agrément ... C pertes _mot est le couple des pertes moteurs comprenant par exemple les pertes par pompage, les pertes d'entraînement des courroies de l'alternateur et des accessoires, (correspondant à la différence entre le couple moteur indiqué et le couple moteur effectif) mveh est la masse du véhicule, e pente est la pente, '/crans - 1 pont '1 BV est le rendement de puissance de la transmission comprenant un pont différentiel et une boite de vitesse de rendement respectif n pont et 1113V rtrans = r pont .rBv est le rapport de transmission, produit du rapport de pont, rpont, et du rapport de boite de vitesse, rBv . rroue est le rayon de roue, F xroulement I Faero sont les forces extérieures résistantes, respectivement, le frottement de roulement et la traînée aérodynamique, Cfrein = Pfrein " " Sfrein - Rfrein est le couple frein, produit de la pression de freinage, P frein 5 de la surface des plaquettes, Sfrein I du rayon au centre des plaquettes, R frein et d'un coefficient de friction tu frein des plaquettes de frein. Jtot = mvehIroue 2 + est l'inertie totale du véhicule, avec J mot , l'inertie du %ansStrans 2 'LI mot moteur. L'accélération réelle yr est, quant à elle, calculée à partir d'au moins une mesure de la dynamique du véhicule. Par exemple, l'accélération réelle peut être avantageusement calculée par dérivation de la vitesse mesurée du véhicule, vveh : Yr = dt Le bloc 2 comprend encore : - un bloc de calcul 22 d'un seuil de détection, s, variable selon le rapport de boite de vitesse du véhicule, - un bloc de comparaison 20 de l'écart, e, au seuil de détection, s, émettant un signal d'alerte w2 dans le cas où l'écart e est supérieur au seuil de détection s. Le seuil de détection, s, est l'écart toléré entre l'accélération théorique yth et l'accélération réelle yr du véhicule. Dans le cas où l'on souhaite détecter un écart d'accélération dû à un sur-couple, autrement dit un dépassement de couple moteur AC , le seuil de détection, s, par application du Principe Fondamental de la Dynamique s'exprime en fonction du rapport de boite engagé par la relation : s 11trans "rtrans Iroue Ac tot Le seuil de détection, s, peut être choisi de sorte à détecter un sur-couple moteur de 25 25Nm. Comme le montre plus précisément la figure 2, le bloc 21 comprend: - un bloc 210 d'estimation du couple de perte moteur Cpertes _mot - Le bloc 210 utilise en donnée d'entrée le régime moteur a2. 30 - un bloc 211 d'estimation du couple transmis aux roues, prenant en entrée le couple de déterminé au bloc 210, le couple demandé, Cmot désigné al sur perte moteur, Cpertes _mot dv veh la figure 2, et des paramètres supplémentaires comme le rapport de boite rBv désigné b5 sur la figure 2 ou la position de la pédale d'embrayage b6. - un bloc 212 d'estimation du frottement de roulement, F X ,roulement à partir de la masse du véhicule,Mveh désigné cl sur la figure 2. - un bloc 213 d'estimation du couple frein, Cfrein 5 à partir du coefficient de friction des plaquettes de frein ,u frein- I frein Ii et de la pression de freinage, P désignés respectivement c2 et b4 sur la figure 2. - un bloc 214 d'estimation de la force de traînée aérodynamique, Faero, prenant en entrée la vitesse du véhicule, vveh , désignée bl sur la figure 2. - un bloc 215 de calcul de l'accélération réelle, yr , prenant en entrée la vitesse du véhicule, vveh , désignée bl sur la figure 2. - un bloc 216 de calcul de la pente, pente par comparaison de l'accélération longitudinale, b2 et de l'accélération réelle, yr , calculée au bloc 215. La pente pente peut être estimée en utilisant la relation g.sin( Mpente + °assiette ) ainertielle e(vveh );Yr acentrifuge Avec : a inertielle l'accélération longitudinale, désignée b2 sur la figure 2. assiette l'angle d'assiette approximé à partir de l'accélération réelle, yr, , du véhicule et un coefficient k de proportionnalité : °assiette = k:Yr acentrifuge l'accélération centrifuge qui peut être par exemple calculée à partir de l'angle volant °volant et de caractéristiques géométriques telles que l'empattement, E, le coefficient de démultiplication angle roues/ angle volant, Dvoient , la position en x du capteur X capteur , (avec x=0 sur les roues arrières) par une relation de la forme : Vve h 2 ( 2 acentrifuge E2 .Xcapteur ' sin "volant Dvolant ) On peut aussi calculer cette accélération centrifuge à partir d'un capteur de vitesse de lacet d'un dispositif de contrôle de trajectoire (communément nommé ESP). Cette estimation de la pente peut être désactivée dans certains cas tels que des signaux instables, la détection d'un glissement, un freinage. La pente Opente est alors gelée à sa dernière valeur. Le bloc 21 comprend encore : - un bloc 217 de calcul de l'accélération théorique, yth , par application du Principe Fondamental de la Dynamique détaillé plus haut, prenant en entrée les résultats des blocs 211, 212, 213, 214, 216 ainsi que la masse du véhicule, mveh désignée cl sur la figure 2. - un bloc 218 de comparaison de l'accélération théorique, yth , obtenue au bloc 217 et de l'accélération réelle, y, , calculée au bloc 215, et déterminant en sortie l'écart e entre les deux accélérations calculées. Concernant le bloc 11 de recalage, comme le montre plus précisément la figure 3, celui-ci comprend : - un bloc 110 de vérification que les conditions pour opérer le recalage, de la masse mveh du véhicule, désigné cl sur la figure 3 ou du coefficient de friction it frein des plaquettes de frein sont réunies. Ce bloc 110 prend aussi en entrée des paramètres tels que l'estimation de la pente Opente le rapport de boite rBv désigné b5 sur la figure 3, la position de la pédale d'embrayage b6, la position de la pédale de frein b7, l'information logique t de couple demandé. - un bloc 111 de comptage d'une durée T pendant laquelle des conditions pour opérer le recalage sont réunies. Pendant cette durée T la variation d'accélération réelle, yt. , est enregistrée. - un bloc 112 de calcul soit de la masse mvehdu véhicule, soit du coefficient de friction it frein des plaquettes de frein. Le bloc 11 peut aussi comprendre un bloc 113 de calcul d'une moyenne sur la durée T soit de la masse mvehdu véhicule, soit du coefficient de friction u - frein des plaquettes de frein, à partir de la variation moyenne de l'accélération sur toute la durée T. Cela permet de filtrer l'estimation du paramètre). Le bloc 113 peut aussi comprendre une étape de validation de la cohérence de valeur calculée au cours de cette phase de recalage par rapport à leur plage de valeur supposée ainsi, une estimation aberrante, par exemple une masse inférieure à la masse à vide, peut être écartée ce qui renforce la fiabilité du procédé. Ainsi on peut considérer que l'estimation du coefficient de friction, frein , est valide si celui-ci est compris dans un intervalle compris entre 0,1 et 0,55. De même on peut considérer que l'estimation de la masseMveh est valide si celle-ci est bien supérieure à la masse à vide. Concernant les conditions à réunir pour opérer le recalage de la masse de véhicule mveh celui-ci est effectué lorsque le véhicule est en situation de couple demandé nul, et sous les conditions supplémentaires suivantes : - pas d'appui sur la pédale de frein, - la pente Opente sensiblement nulle, de préférence inférieure à 1° en valeur absolue. - une durée T requise en situation de couple demandé nul, supérieure à un seuil minimum, tmin, qui correspond à une durée minimum permettant une stabilisation et une confirmation de la situation de couple demandé nul. Avantageusement, le seuil minimum, tmin, est d'environ de 300 ms. - une durée T requise en situation de couple demandé nul, inférieure à un seuil maximum, tmax. Ce seuil maximum correspond à un compromis à trouver entre le nombre de points à enregistrer, le fait d'avoir suffisamment de décélération et en même temps d'avoir une petite variation du frottement de roulement, qui dépend de la vitesse. Avantageusement, le seuil maximum, tmax, est par exemple de 2 secondes. Concernant les conditions à réunir pour opérer le recalage du coefficient de friction u - frein des plaquettes de frein, celui-ci est effectué lorsque le véhicule est en situation de couple demandé nul, et sous les conditions supplémentaires suivantes : - appui sur la pédale de frein, - pente Opente sensiblement nulle, - une durée en situation de couple demandé nul, supérieure à une durée minimum, tmin, par exemple de 300 ms, - une durée en situation de couple demandé nul, inférieure à une durée maximum, tmax, par exemple 2 secondes. Connaissant la valeur de l'accélération sur la durée T donnée, ici comprise entre la durée minimum tmin et la durée maximum, tmax, et à partir du Principe Fondamental de la Dynamique, on en déduit alors soit la masse du véhicule,Mveh (dans ces conditions, le couple moteur, Cmot , le couple frein, C frein 5 la pente, pente I sont nuls) , soit le couple frein, C frein et donc le coefficient de friction, ,u frein (dans ces conditions, le couple moteur, Cmot , la pente, pente , sont nuls). La masse du véhicule,Mveh ou le coefficient de friction, ,ufrein peuvent ensuite être moyennée sur la durée T (bloc 113) . Les figures 4 et 5 présentent respectivement les calculs menés par le bloc 112 pour la détermination la masse du véhicule, mveh désignée cl sur les dites figures et le coefficient de friction des plaquettes de frein, ,u frein , désigné c2 sur lesdites figures. Sur la figure 4, le bloc 112 comprend : - un bloc 1120 d'estimation du couple de pertes moteurs, Cpertes_mot - Le bloc 1120 peut comprendre une cartographie des pertes par pompes et des pertes dues à l'entraînement des courroies accessoires et alternateur. Le bloc 1120 utilise en entrée le régime moteur a2. Le bloc 1120 est équivalent au bloc 210. - un bloc 1121 d'estimation du couple de pertes moteurs, Cpertes _mot transmis aux roues. Le bloc 1121 utilise en entrée le rapport de transmission / le rapport de boite rBv désigné b5 sur la figure 4 ou la position de la pédale d'embrayage b6 (entrée non représentée). Le bloc 1121 est équivalent au bloc 211). - Un bloc 1122 d'estimation du frottement de roulement, F X ,roulement en fonction de la masse du véhicule Mveh - Le frottement de roulement peut s'exprimer sous la forme : FX,roulement (a ±b.vveh )'n1 veh , avec a et b des constantes. - un bloc 1124 d'estimation de la force de traînée aérodynamique, Faero prenant en entrée la vitesse du véhicule, V veh , désignée bl sur la figure 4. La force de traînée aérodynamique peut s'exprimer sous la forme : 1r., 2 2 Faero - - veh avec : p masse volumique de l'air, S surface de référence du véhicule, Cx coefficient de 30 traînée. - un bloc 1126 de calcul de l'accélération réelle, yr, obtenue par dérivation de la vitesse du véhicule, vveh , désignée bl sur la figure 4. - un bloc 1125 de calcul d'estimation de la pente, Opente I par application de la relation déjà détaillée : g.sin( ,°pente + °assiette ) = ainertielle - E(Vveh )-Yr - acentrifuge - un bloc 1127 de calcul de la masse du véhiculeMveh , désigné cl sur la figure 4, à partir du Principe Fondamental de la Dynamique et des entrées des blocs 1121, 1124, 1125, 1126 qui s'exprime alors sous la forme : M veh-(1r roue2 .Yr + (a + b.vveh ) + g. sin( Mpente )) = 2 2 r trans Strans .umot .Yr trans Strans. Iroue .Cpertes_ mot - rroue -aero Avec une estimation du frottement de roulement, F X ,roulement en fonction de la masse du véhicule Mveh - Le frottement de roulement peut s'exprimer sous la forme : FX,roulement = (a ± b.v veh )111 veh , avec a et b des constantes. Sur la figure 5, le bloc 112 reprend les blocs 1120, 1121, 1124, 1125 décrit dans la présentation de la figure 4. Comme le montre encore la figure 5, le bloc 112 comprend de 20 plus : - un bloc 1127' de calcul du couple frein, C frein I à partir du Principe Fondamental de la Dynamique et des entrées des blocs 1121, 1122, 1124, 1125, 1126. - un bloc de calcul du coefficient de friction, LI r- frein désigné c2 sur la figure 5. Le bloc 1123 prend en entrée le couple frein, C frein I déterminée au bloc 1127' et la pression de 25 freinag L'invention a pour avantage de permettre en exploitant la situation dans lequel il n'est demandé aucun couple, par exemple parce que le conducteur n'appuie pas sur la pédale d'accélération : 30 - de faire une surveillance continue de l'accélération du véhicule, 15 e, P frein (entrée non représentée). - de diminuer ces incertitudes paramétriques et donc de diminuer le risque de fausse détection et de non-détection. - de garantir les exigences de sureté de fonctionnement pour un évènement redouté d'accélération intempestive. L'invention permet une calibration plus simple des estimateurs et une transversalité du procédé, autrement dit qui le procédé peut être aisément être adapté d'un véhicule à un autre. 10 REVENDICATIONS1. Procédé de détection d'une accélération intempestive d'un véhicule automobile dans lequel on détermine un écart (e) entre une accélération théorique ( yth ) et une accélération réelle (yr) et on envoie une information d'alerte (w2) si l'écart (e) est supérieur à un seuil de détection (s), caractérisé en ce que le procédé comprend une phase de recalage d'au moins un paramètre s'effectuant lorsque le véhicule est dans une situation de fonctionnement sans couple moteur demandé. 2. Procédé de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase de recalage d'au moins un paramètre comprend le recalage de la masse du véhicule (Inveh) et/ ou du coefficient de friction (,u frein) des plaquettes de frein du véhicule. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le recalage de la masse du véhicule (mveh) est effectué pour des conditions de recalage supplémentaires comprenant : pas d'appui sur la pédale de frein, une pente (Opente ) sensiblement nulle. 4. Procédé selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que le - frein recalage du coefficient de friction ru des plaquettes de frein est effectué pour des conditions de recalage supplémentaires comprenant : un appui sur la pédale de frein, une pente (Opente ) sensiblement nulle. 5. Procédé selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que les conditions de recalage supplémentaires comprennent une durée (T) requise en situation de fonctionnement sans couple moteur demandé, comprise entre une durée minimum (t',) et une durée maximum (t'x). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la durée (T) requise en situation de fonctionnement sans couple moteur demandé est comprise entre 300 millisecondes et 2 secondes. 7. Procédé selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que la masse de véhicule ( Mveh ) et/ou le coefficient de friction (di/frein ) est moyenné sur la durée (T) requise. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la détermination de l'écart (e) s'effectue lorsque le véhicule est dans une situation de fonctionnement avec couple moteur demandé. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsque le véhicule est dans la situation de fonctionnement sans couple moteur demandé, on surveille (10) les paramètres d'injection et on émet un signal d'alerte (w1) en cas de détection d'une injection anormale de carburant. 10. Véhicule comprenant au moins un calculateur configuré pour mettre en oeuvre un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.10