Brevet FR3164532A1 — publié le 20260116

L’invention porte sur un procédé 1 pour contrôler un système de freinage d’un véhicule comprend la fourniture d’au moins un capteur WSS de vitesse d’une roue et d’un algorithme qui utilise des données fournies par ce capteur pour estimer une valeur de vitesse instantanée et une décélération de la roue, calculées à partir dudit algorithme, qui comprend une étape 102 d’ajustement polynomial à partir des données du capteur. Figure pour l’abrégé : figure 1 Procédé pour mesurer la décélération d’une roue d’un véhicule automobile L’invention se rapporte à un procédé pour mesurer la décélération d’une roue d’un véhicule automobile. Actuellement, on obtient une mesure de décélération à partir des données issues du bus système (CAN : Controller Area Network, en anglais) ; cependant, cette mesure est hautement filtrée et affectée d’un retard important. De ce fait, elle ne peut pas être utilisée de façon efficace pour contrôler les tâches d’un système de freinage. Le but de l’invention est de proposer un procédé pour une mesure lissée de la décélération, avec un retard plus faible que la lecture à partir du bus système. Selon l’invention, un procédé de contrôle pour un système de freinage d’un véhicule comprend la fourniture d’au moins un capteur de vitesse d’une roue (WSS : Wheel Speed Sensor, en anglais) et d’un traitement de données mettant en œuvre un algorithme qui utilise des données fournies par ce capteur pour estimer une valeur de vitesse instantanée et une décélération de la roue, cet algorithme comprenant une étape d’ajustement polynomial à partir des données du capteur. Le procédé comprend avantageusement : - une émission, par le capteur, d’impulsions successives correspondant à une distance parcourue ; - une étape pour un horodatage, c’est-à-dire un relevé d’un instant correspondant à chaque impulsion, et l’enregistrement des instants successifs dans une mémoire et la conservation dans cette mémoire des derniers N instants ainsi relevés ; et, - l’étape d’ajustement polynomial étant réalisée à partir des N derniers instants enregistrés dans la mémoire. Avantageusement, lors de l’étape d’ajustement polynomial, on déduit une courbe ayant une formule du type : Où : - P(t) est la position instantanée de la roue à un instant t ; - a, b et c sont des coefficients issus du calcul d’ajustement polynomial. Puis, on déduit de la formule P(t) : une vitesse instantanée de la roue : S(t) = a t + b et une accélération instantanée de la roue : A(t) = a De préférence, lorsqu’une durée mesurée entre deux instants successifs devient supérieure à une valeur de seuil, une balise d’immobilisation est activée, puis on applique un modèle de diminution progressive jusqu’à zéro des valeurs de vitesse puis d’accélération. Plusieurs modes d’exécution de l’invention seront décrits ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels : FIG. 1 représente un logigramme illustrant schématiquement un procédé selon l’invention ; FIG. 2 illustre un horodatage dans le procédé de la FIG. 1 ; FIG. 3 illustre une étape d’ajustement polynomial dans le procédé de la FIG. 1 ; FIG. 4 illustre une étape d’immobilisation dans le procédé de la FIG. 1 ; FIG. 5 illustre des mesures de vitesses linéaires de roue, en phase d’accélération, selon le procédé de la FIG. 1 , en comparaison avec des mesures selon un procédé de l’art antérieur ; FIG. 6 illustre des mesures d’accélération de roue, en phase d’accélération, selon le procédé de la FIG. 1 , en comparaison avec des mesures selon le même procédé de l’art antérieur ; FIG. 7 illustre des mesures de vitesses linéaires de roue, en phase de décélération, selon le procédé de la FIG. 1 , en comparaison avec des mesures selon le même procédé de l’art antérieur ; et, FIG. 8 illustre des mesures d’accélération de roue, en phase de décélération, selon le procédé de la FIG. 1 , en comparaison avec des mesures selon le même procédé de l’art antérieur. Dans la présente description, on utilise indifféremment le terme d’accélération, que sa valeur soit positive, c’est-à-dire correspondant à une augmentation de vitesse, ou négative, c’est-à-dire correspondant à une diminution de vitesse. Le terme de décélération est utilisé lorsque l’on veut spécifiquement désigner une valeur d’accélération qui est effectivement négative. La FIG. 1 est un logigramme qui illustre un procédé 1 pour déterminer une décélération d’une roue d’un véhicule, notamment pour la commande d’un système de freinage intelligent et d’un système de contrôle dynamique de ce véhicule (VDC : Vehicle Dynamic Control, en anglais). Ce procédé comprend des étapes 101-105, notamment : - une première étape 101, pour horodater des impulsions M successives émises par un capteur de vitesse WSS d’une roue 2 du véhicule, en référence à une horloge H, et pour enregistrer chaque instant t de chaque impulsion M dans une mémoire 3 ; puis, - une deuxième étape 102, pour établir un ajustement polynomial à partir des N derniers instants t enregistrés et en déduire des valeurs de vitesse et d’accélération ; - une troisième étape 103, pour appliquer un modèle de réduction progressive jusqu’à zéro des valeurs de vitesse puis de décélération, lorsqu’un écart entre deux instants successifs t n , t n+1 devient supérieur à un seuil DT ; puis, - une quatrième étape 104, pour appliquer un filtre de Kalman, en tenant compte d’une éventuelle alerte F(ABS) du système d’antiblocage des roues (ABS : Anti-lock Braking System, en anglais) ; puis, - une cinquième étape 105 pour transmettre les données calculées à un système de freinage intelligent SB et un système de contrôle dynamique du véhicule VDC (Vehicle Dynamic Control, en anglais). Dans l’exemple illustré, l’horloge H est une horloge d’un microprocesseur (CPU) de l’ordinateur de bord. Comme illustré à la FIG. 2 , la mémoire 3 utilisée pour stocker les instants t est du type FIFO (pour "First In First Out" : soit premier entré premier sorti), dans laquelle huit instants t 3 -t 10 successifs sont stockés, un nouvel instant t 11 relevé remplaçant dans la mémoire 3 l’instant t 3 qui y est le plus anciennement stocké. L’ajustement polynomial est établi à partir des huit derniers instants t relevés, c’est-à-dire des huit instants stockés dans la mémoire 3, c’est-à-dire que N est égal à 8 (N=8), sachant qu’entre deux impulsions M émises par le capteur WSS, la roue parcoure une distance L donnée constante ; cette distance L peut être une distance angulaire ou une distance linéaire parcourue par sa périphérie, cette distance angulaire et cette distance linéaire étant proportionnelles entre elles. L’ajustement polynomial permet de calculer une courbe d’équation : Où : - P(t) est la position instantanée de la roue à un instant t ; - a, b et c sont des coefficients issus du calcul d’ajustement polynomial. Puis, on déduit de P(t) : - une vitesse instantanée de la roue à l’instant t : S(t) = a.t + b - et une accélération instantanée de la roue à l’instant t : A(t) = a Typiquement, pour chaque tour de roue, quarante-huit (48) impulsions M sont émises par le capteur WSS. Ce nombre peut être insuffisant pour permettre un calcul de l’accélération exploitable par le système de freinage SB. Ce déficit est compensé par l’utilisation de l’ajustement polynomial et de la courbe P(t) qui en est déduite et renouvelée à chaque nouvelle impulsion M reçue. Lorsque la roue tourne trop lentement, le nombre d’impulsions M par unité de temps devient trop faible pour que le calcul soit précis. C’est le cas lorsque la vitesse du véhicule devient trop faible, ou lorsque le véhicule est à l’arrêt, ou lorsque la roue glisse ou patine ou est bloquée. Ainsi, lorsqu’en phase de décélération l’écart entre deux instants successifs t n , t n+1 devient supérieur à un seuil DT, c’est-à-dire lorsque la vitesse S(t) passe sous un seuil correspondant, la courbe issue de l’ajustement polynomial devient inexploitable. On passe alors à la troisième étape 103, dans laquelle : - si l’écart temporel est inférieur à DT (t n+1 - t n+1 - si l’écart temporel est supérieur à DT (t n+1 - t n+1 > DT) alors, on substitue à la courbe P(t) un modèle de décélération, tel celui illustré à la FIG. 4 , par lequel on réalise une correction d’immobilisation (en anglais : standstill correction) qui donne à l’accélération une valeur forcée qui la ramène à zéro, de préférence progressivement. Ainsi, dans le modèle de décélération illustré à la FIG. 4 , la décélération A(t) est maintenue sensiblement constante, de sorte que la vitesse diminue linéairement, puis, lorsque la vitesse a atteint une valeur nulle, l’accélération est rapidement et progressivement ramenée à zéro. A la quatrième étape 104, les données obtenues aux étapes précédentes sont soumises à des corrections à l’aide d’un filtre de type Kalman. Lorsqu’une alerte F(ABS) est émise par le système antiblocage ABS, il en est tenu compte à cette étape 104. A la cinquième étape 105, les données calculées et filtrées sont transmises au système de freinage SB et au système de contrôle dynamique VDC. Les figures 5 à 8 illustrent les avantages d’un procédé selon l’invention. A la FIG. 5 : - une courbe C51 illustre une courbe de vitesse de roue calculée selon le procédé de l’invention ; - une courbe C52 illustre une courbe de vitesse de roue calculée selon l’art antérieur à partir des données issues du bus CAN ; et, - une courbe C53 illustre une courbe de vitesse du véhicule calculée selon l’art antérieur à partir des données issues du bus CAN. On constate que l’invention permet de calculer une courbe de vitesse plus lisse et avec moins de retard relativement aux signaux recueillis via le bus CAN. A la FIG. 6 : - une courbe C61 illustre une courbe d’accélération de la roue calculée selon le procédé de l’invention ; et, - une courbe C62 illustre une courbe d’accélération calculée selon l’art antérieur à partir des données issues du bus CAN. On constate que l’invention permet de calculer une courbe d’accélération plus lisse, plus précise et avec moins de retard relativement aux signaux recueillis via le bus CAN. A la FIG. 7 : - une courbe C71 illustre une courbe de vitesse de la roue, calculée selon le procédé de l’invention ; - une courbe C72 illustre une courbe de vitesse de la roue, calculée selon l’art antérieur à partir des données issues du bus CAN ; et, - une courbe C73 illustre une courbe de vitesse du véhicule, calculée selon l’art antérieur à partir des données issues du bus CAN. Les courbes C51, C61, C71, calculées selon l’invention, ont un taux de rafraichissement d’environ une milliseconde (1 ms). La courbe de vitesse de la roue C72 calculée selon l’art antérieur, est établie avec un taux de rafraichissement de seulement vingt millisecondes (20 ms) et avec un retard d’environ vingt-cinq millisecondes (25 ms) sur la courbe C71 établie selon l’invention. La courbe de vitesse du véhicule C73 calculée selon l’art antérieur, est établie avec un taux de rafraichissement, encore plus faible, de seulement quarante (40 ms) millisecondes et avec un retard, encore plus grand, d’environ cent-soixante millisecondes (160 ms) sur la courbe C71 établie selon l’invention. A la FIG. 8 : - une courbe C81 illustre une courbe réaliste de décélération calculée selon le procédé de l’invention ; et, - une courbe C82 illustre une courbe de décélération calculée selon l’art antérieur à partir des données issues du bus CAN. Dans l’exemple illustré, le filtre de Kalman utilisé à l’étape 102 pour le traitement du signal WSS est défini par les équations suivantes. Les équations de prédiction sont : Les équations de mise à jour sont : Equations dans lesquelles : définit l’état du système est l’entrée de contrôle est la sortie mesurée est la matrice de transition d’état est la matrice de transition d’entrée est la matrice de sortie est la matrice de bruit du procédé avec si l’ABS est activé ou dans les autres cas est la matrice du bruit de mesure Matrices dans lesquelles : est la période d’échantillonnage ; est la variance du procédé ; et, , , et sont les variances des mesures de position, vitesse et accélération. Comme aux figures 5 à 8, on constate les avantages notables d’un procédé selon l’invention pour le contrôle de décélération, pour un système de freinage intelligent (SmartBrake, en anglais) en boucle fermée. Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Notamment, le filtre de Kalman peut être différent de celui présenté dans la présente description. La liste des références 1 : procédé selon l’invention 2 : roue 3 : mémoire 101 : première étape du procédé 1 102 : deuxième étape du procédé 1 103 : troisième étape du procédé 1 104 : quatrième étape du procédé 1 105 : cinquième étape du procédé 1 a, b, c : coefficients d’ajustement polynomial A (t) : accélération instantanée C51, C61, C71, C81 : courbes établies par un procédé selon l’invention C52, C53, C62, C72, C73, C82 : courbes établies selon l’art antérieur DT : délai seuil F(ABS) : alerte du système d’antiblocage des roues H : horloge L : distance parcourue entre deux impulsion M successives M : impulsion émise par le capteur de vitesse de roue N : nombre des derniers instants enregistrés dans la mémoire 3 P(t) : position instantanée S(t) : vitesse instantanée SB : système de freinage intelligent. t : instant d’une impulsion M VDC : système de contrôle dynamique du véhicule WSS : capteur de vitesse de roue Procédé (1) pour contrôler un système de freinage (SB) d’un véhicule comprenant un algorithme qui utilise des données (M) fournies par un capteur (WSS) de vitesse d’une roue (2) pour estimer une valeur de vitesse instantanée (V(t)) et une décélération (A(t)) de la roue, ledit algorithme comprenant une étape (102) d’ajustement polynomial à partir desdites données du capteur. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend : - une émission, par le capteur (WSS), d’impulsions (M) successives correspondant à une distance (L) parcourue ; - une étape (101) pour un horodatage (101), c’est-à-dire un relevé par une horloge (H) d’un instant (t) correspondant à chaque impulsion (M), et l’enregistrement desdits instants (t) successifs dans une mémoire (3) et la conservation dans ladite mémoire des derniers N instants (t) ainsi relevés ; et, - l’étape (102) d’ajustement polynomial étant réalisée à partir desdits N derniers instants (t) enregistrés dans ladite mémoire (3). Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’à l’étape (102) d’ajustement polynomial, on déduit une courbe ayant une formule du type : Où : - P(t) est une position instantanée de la roue ; et, - a, b et c sont des coefficients, puis, on déduit de ladite formule la vitesse instantanée (S(t)) de la roue (2) et l’accélération instantanée (A(t)) de ladite roue. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en que lorsqu’un écart entre deux instants successifs (t n , t n+1 ) devient supérieur à une valeur de seuil (DT) une balise d’immobilisation est activée, et on applique (103) un modèle de diminution progressive jusqu’à zéro des valeurs de vitesse et d’accélération. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’on applique un filtre de Kalman définit comme suit. Les équations de prédiction sont : Les équations de mise à jour sont : Equations dans lesquelles : défini l’état du système, est l’entrée de contrôle, est la sortie mesurée , est la matrice de transition d’état, est la matrice de transition d’entrée, est la matrice de sortie, est la matrice de bruit du procédé avec si l’ABS est activé ou dans les autres cas, est la matrice du bruit de mesure ; Matrices dans lesquelles : est la période d’échantillonnage ; est la variance du procédé ; et , , et sont respectivement les variances des mesures de position, vitesse et accélération.