FR2857925A1 - Procede d'estimation de la pente d'une surface sur laquelle se trouve un vehicule automobile - Google Patents

Abstract

Procédé d'estimation de la pente d'une surface sur laquelle se trouve un véhicule automobile, comportant les étapes consistant à : produire un premier signal d'accélération longitudinale instantanée (am) au moyen d'un capteur d'accélération,produire au moins un signal de vitesse de roue (ωi) au moyen d'au moins un capteur de vitesse de roue,produire un deuxième signal d'accélération longitudinale (ac) à partir dudit au moins un signal de vitesse de roue,produire un signal de différence (s) entre lesdits signaux d'accélération longitudinale,caractérisé par les étapes consistant à :éprouver une condition de gel des mesures de pente (CG),produire un signal d'estimation quantitative (p) de la pente, ledit signal d'estimation étant produit à partir dudit signal de différence tant que ladite condition de gel des mesures de pente n'est pas vérifiée,figer ledit signal d'estimation lorsque ladite condition de gel des mesures de pente est vérifiée.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé d'estimation

de la pente d'une surface sur laquelle se trouve un véhicule automobile et à un véhicule équipé pour mettre en oeuvre ce procédé.

DE-A-3933652 décrit un procédé d'estimation de la pente 5 d'une surface sur laquelle se trouve un véhicule automobile, dans lequel on calcule un signal de différence entre l'accélération longitudinale calculée du véhicule et l'accélération longitudinale mesurée du véhicule.

Dans ce procédé connu, le signal de différence sert à estimer de manière qualitative la pente, c'est-à-dire à reconnaître la présence d'une pente 10 montante ou descendante. Le principe physique à la base de ce procédé est la présence, dans le capteur d'accélération, d'une masse qui est suspendue de manière élastique par rapport à un cadre de référence solidaire du véhicule, par exemple de manière pendulaire, et dont les déplacements longitudinaux par rapport à ce cadre de référence 15 traduisent l'accélération du véhicule. Cette masse suspendue est aussi sensible à son propre poids, de sorte que ses déplacements longitudinaux traduisent aussi la composante du champ de gravité selon la direction longitudinale du véhicule lorsque celui-ci se trouve sur une surface inclinée.

Il s'est avéré que ce procédé permettait d'estimer quantitativement la pente dans certains cas. Toutefois, dans une manoeuvre de freinage jusqu'à l'arrêt du véhicule ou dans une manoeuvre de démarrage depuis l'arrêt, il s'est avéré que le signal de différence présentait un comportement erratique ou fortement bruité, sans commune 25 mesure avec la pente de la surface. Ceci peut découler notamment de l'imprécision des capteurs de vitesse de roue à basse vitesse ou des accélérations brutales subies par le véhicule, par exemple lorsque le véhicule change plusieurs fois de sens de marche au cours d'une manoeuvre de stationnement. De plus, les accélérations et freinages 30 relativement brusques propres à ce type de manoeuvre, notamment en côte, causent un cabrage ou un tangage de la caisse qui perturbe la mesure de pente. Ainsi, lorsqu'on approche de la vitesse nulle ou lorsqu'on démarre depuis une vitesse nulle, on obtient des oscillations de la mesure de pente, dont l'amplitude dépend du type de capteurs utilisés, 35 qui sont dues à la relative discontinuité de l'accélération du véhicule. Il en découle un problème important lorsque l'on souhaite utiliser l'estimation de la pente dans un système d'assistance, par exemple pour calculer une force de freinage nécessaire à l'immobilisation du véhicule sur la surface en pente ou un couple moteur nécessaire au démarrage en côte. En effet, une erreur d'estimation peut entraîner des conséquences 5 graves dans ce type de système d'assistance, comme un recul intempestif du véhicule ou un calage du moteur si le freinage ou l'accélération sont sous dimensionnés, ou un choc inconfortable pour les passagers si le freinage ou l'accélération sont surdimensionnés.

L'invention a pour but de fournir une estimation 10 quantitative fiable de la pente dans circonstances similaires, notamment lors d'une manoeuvre à basse vitesse.

Pour cela, l'invention fournit un procédé d'estimation de la pente d'une surface sur laquelle se trouve un véhicule automobile, comportant les étapes consistant à: produire un premier signal d'accélération longitudinale instantanée du véhicule au moyen d'un capteur d'accélération, produire au moins un signal de vitesse de roue du véhicule au moyen d'au moins un capteur de vitesse de roue, produire un deuxième signal d'accélération longitudinale instantanée du 20 véhicule à partir dudit au moins un signal de vitesse de roue, produire un signal de différence entre les signaux d'accélération longitudinale instantanée du véhicule, caractérisé par les étapes consistant à: éprouver une condition de gel des mesures de pente, produire un signal d'estimation quantitative de la pente actuelle de la surface sur laquelle se trouve le véhicule, le signal d'estimation étant produit à partir du signal de différence tant que la condition de gel des mesures de pente n'est pas vérifiée, figer le signal d'estimation lorsque la condition de gel des mesures de 30 pente est vérifiée.

Grâce à ce procédé, il n'est pas tenu compte du signal de différence lorsque la condition de gel des mesures de pente est vérifiée.

Cette condition, qui peut prendre plusieurs formes, est définie de manière à englober le domaine de fonctionnement du véhicule dans 35 lequel un comportement instable du signal de différence est susceptible d'être observé.

De préférence, le procédé comporte l'étape consistant à calculer une vitesse d'ensemble VE du véhicule à partir d'au moins un signal de vitesse de roue, l'étape d'épreuve de la condition de gel des mesures de pente incluant 5 une comparaison entre VE et un seuil positif prédéterminé Si. Par exemple, la condition de gel des mesures de pente peut inclure la condition nécessaire et/ou suffisante IVEj<Si. La vitesse d'ensemble du véhicule peut être calculée par tout procédé connu de l'homme du métier à partir de la vitesse d'une ou plusieurs roues, par exemple en fonction 10 de la vitesse des roues non motrices ou en fonction de la plus petite vitesse de roue.

Avantageusement, le procédé comporte l'étape consistant à calculer un taux de variation D dudit signal de différence, l'étape d'épreuve de la condition de gel des mesur es de pente incluant 15 une comparaison entre D et un seuil positif prédéterminé S2. Par exemple, la condition de gel des mesures de pente peut inclure la condition nécessaire et/ou suffisante JDJ>S2. Le taux de variation du signal de différence peut être un taux de variation temporel ou un taux de variation en fonction de la distance parcourue par le véhicule. 20 Avantageusement dans ce cas, le taux de variation D est calculé à partir de la vitesse d'ensemble VE du véhicule et de la variation temporelle du signal de différence.

Selon un mode de réalisation particulier, la condition de gel des mesures de pente est la condition nécessaire et suffisante: 25 IVEI<Sl OU (IVEI<S3 ET IDI>S2) S3 étant un seuil prédéterminé vérifiant S3>S1.

De préférence, le procédé comporte les étapes consistant à: positionner un indicateur de gel des mesures de pente dans un premier état tant que ladite condition de gel des mesures de pente n'est pas 30 vérifiée, positionner ledit indicateur de gel des mesures de pente dans un deuxième état dès que ladite condition de gel des mesures de pente est vérifiée, éprouver une condition de dégel des mesures de pente, repositionner ledit indicateur de gel des mesures de pente dans le premier état dès que ladite condition de dégel des mesures de pente est vérifiée, ledit signal d'estimation quantitative de la pente actuelle de la surface sur laquelle roule le véhicule étant produit à partir dudit signal de différence tant que ledit indicateur de gel des mesures de pente est dans le premier état, ledit signal d'estimation quantitative de la pente actuelle restant figé 5 tant que ledit indicateur de gel des mesures de pente est dans le deuxième état. On peut ainsi imposer une condition de dégel, c'est-à-dire une condition de sortie de l'état de gel des mesures, qui soit différente de la simple négation de la condition de gel, c'est-à- dire la condition d'entrée dans l'état de gel des mesures. Ceci permet de tenir compte de 10 la différence de nature et d'amplitude entre les instabilités qui existent lors de l'arrêt du véhicule d'une part et lors du démarrage du véhicule d'autre part. Une hystérésis peut ainsi être créée entre les conditions de gel des mesures et les conditions de dégel des mesures, pour accroître la fiabilité des mesures de pente dans toutes les phases de fonctionnement 15 du véhicule.

Avantageusement, le procédé comporte l'étape consistant à calculer une vitesse d'ensemble VE du véhicule à partir d'au moins un signal de vitesse de roue, l'étape d'épreuve de la condition de dégel des mesures de pente incluant 20 une comparaison entre VE et un seuil positif prédéterminé S4. Par exemple, la condition de dégel des mesures de pente peut inclure la condition nécessaire et/ou suffisante IVEI>S4.

De préférence, ladite épreuve de la condition de dégel des mesures de pente comprend l'étape consistant à éprouver si le véhicule 25 est à l'arrêt depuis au moins une durée prédéterminée T. Avantageusement, le procédé comporte l'étape consistant à calculer un taux de variation D dudit signal de différence, l'étape d'épreuve de la condition de dégel des mesures de pente incluant une comparaison entre D et un seuil positif prédéterminé S6. Par 30 exemple, la condition de dégel des mesures de pente peut inclure la condition nécessaire et/ou suffisante ID[<S6. Le taux de variation du signal de différence peut être un taux de variation temporel, notamment lorsque le véhicule est à l'arrêt, ou un taux de variation en fonction de la distance parcourue par le véhicule si celuici est en mouvement.

De préférence, le procédé comporte les étapes consistant à: produire un signal de sens de déplacement du véhicule en fonction du rapport de transmission d'une boîte de vitesse du véhicule, et éventuellement du sens de la pente sur laquelle se trouve le véhicule, affecter un signe audit deuxième signal d'accélération longitudinale instantanée du véhicule en fonction dudit signal de sens de déplacement. 5 Cette réalisation est particulièrement adaptée lorsque les capteurs de vitesse de roue produisent un signal de mesure sans signe, c'est-à-dire mesurent une valeur absolue de la vitesse de roue. De tels capteurs offrent l'avantage de présenter un faible coût. Dans ce cas, le signal de vitesse de roue fourni par un tel capteur peut être compté positivement 10 lorsque le rapport de transmission de la boîte de vitesse correspond à une marche avant et négativement lorsque le rapport de transmission de la boîte de vitesse correspond à une marche arrière.

Par exemple, ce procédé d'estimation de la pente peut être utilisé pour calculer une force de freinage permettant d'immobiliser le 15 véhicule sur la surface dont la pente est estimée ou pour calculer un couple moteur permettant de mettre en mouvement ledit véhicule vers le haut de la surface dont la pente est estimée.

L'invention fournit aussi un véhicule équipé pour mettre en oeuvre le procédé précité, comportant: un capteur d'accélération pour produire un premier signal d'accélération longitudinale instantanée du véhicule, au moins un capteur de vitesse de roue pour produire au moins un signal de vitesse de roue du véhicule, un moyen pour produire un deuxième signal d'accélération longitudinale 25 instantanée du véhicule à partir dudit au moins un signal de vitesse de roue, un moyen pour produire un signal de différence entre les signaux d'accélération longitudinale instantanée du véhicule, caractérisé par le fait qu'il comporte: un moyen pour éprouver une condition de gel des mesures de pente, un moyen pour produire un signal d'estimation quantitative de la pente actuelle de la surface sur laquelle se trouve le véhicule à partir du signal de différence tant que la condition de gel des mesures de pente n'est pas vérifiée, un moyen pour figer le signal d'estimation lorsque la condition de gel des mesures de pente est vérifiée.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. Sur ces dessins: - la figure 1 est une représentation schématique d'un véhicule selon l'invention roulant sur une surface en pente, - la figure 2 est une représentation schématique de 10 l'équipement du véhicule de la figure 1, - la figure 3 est un diagramme d'étapes représentant un procédé d'estimation de pente mis en oeuvre par le calculateur de la figure 2, - la figure 4 est un diagramme d'étapes représentant 15 une variante du procédé d'estimation de la figure - la figure 5 est un graphique illustrant un résultat d'estimation de pente dans un véhicule selon l'invention au cours d'une manoeuvre de freinage 20 jusqu'à l'arrêt, - la figure 6 est un diagramme d'étapes représentant un procédé de commande du moteur mis en oeuvre par le calculateur de la figure 2, - la figure 7 est un diagramme d'étapes représentant 25 un procédé de commande des freins mis en oeuvre par le calculateur de la figure 2, - Les figures 8A à 8E sont des graphiques illustrant l'évolution de plusieurs paramètres de fonctionnement du véhicule de la figure 1 au cours 30 d'une manoeuvre de démarrage en côte, - La figure 9D est un graphique analogue à la figure 8D correspondant à une variante de réalisation. Sur la figure 1, on a représenté un véhicule 1 roulant sur une surface 2 qui a une pente définie par un angle cc par rapport à 35 l'horizontale. De manière habituelle, on mesure la pente à l'aide de la variable p--tan a, qui est exprimée en pourcentage. Le véhicule 1 est équipé d'un capteur d'accélération longitudinale 3 qui est d'un type comportant une masse suspendue de manière élastique. Avec un tel capteur, lorsque le véhicule est soumis à une accélération longitudinale effective y, on sait que le signal de mesure fourni par le capteur 3 5 représente l'accélération y plus une composante due à l'effet du champ de gravitation terrestre g sur la masse suspendue dans le capteur 3.

En référence à la figure 2, on a représenté de manière schématique certains organes du véhicule automobile 1. Le moteur 4 est relié aux roues avant motrices, qui sont symbolisées par la roue 8a sur la 10 figure 2, par l'intermédiaire d'un arbre moteur 5, d'une transmission 6 et d'une boîte de vitesses 7. A côté de la roue motrice 8a, on a aussi représenté une roue 8b symbolisant les roues arrière non motrices.

Cependant, le véhicule pourrait aussi avoir quatre roues motrices.

Les roues 8a et 8b sont munies respectivement d'un étrier de 15 freinage 9a et 9b et d'un capteur de vitesse de roue 10Oa et 10b respectivement. Les étriers de freinage 9a et 9b sont des étriers électriques. L'étrier de freinage 9a et/ou 9b pourrait être hydraulique dans le cas d'un système de freinage hybride ou tout hydraulique (conventionnel). Un étrier électrique de freinage est connu de l'homme 20 du métier: il comporte typiquement un calculateur déporté qui commande un moteur électrique apte à exercer une force de serrage pour freiner la roue, un capteur d'angle de rotation du moteur, et éventuellement un capteur de force de serrage.

Le véhicule comporte un calculateur central de freinage 11 25 dont la fonction est de commander les étriers de freinage 9a et 9b. Le calculateur central 11 exécute par exemple des programmes de contrôle du comportement du véhicule, tels que ABS (contrôle anti-blocage), ESP (contrôle de stabilité) ou TCS (contrôle anti-patinage). Pour cela, le calculateur 11 tient notamment compte des signaux fournis par les quatre 30 capteurs de vitesse de roue, notamment 10Oa et 10b, par le capteur d'accélération 3 et par une pédale de commande de freinage 12.

Le moteur 4 comporte un actionneur des gaz 17 à commande électronique qui représente, par exemple, la commande des gaz ou les injecteurs dans le cas d'un moteur à essence ou dans le cas d'un moteur 35 diesel. L'actionneur des gaz 17 est commandé par un calculateur moteur 16. Le calculateur moteur 16 est relié à une pédale d'accélérateur 19 pour recevoir un signal de commande du conducteur.

La transmission 6 est commandée à l'aide d'une pédale d'embrayage 15 de manière classique. La boîte de vitesses 7 est manuelle 5 et commandée à l'aide d'un levier de vitesses 13 de manière classique. Le véhicule comporte également un bus de données 18 du type CAN (pour l'anglais Control Area Network) qui permet la communication entre différents organes, à savoir le calculateur moteur 16, le calculateur central de freinage 11. La pédale d'embrayage 15 est munie d'un capteur 10 de position 14 qui est relié au bus de données 18 pour fournir en temps réel une information sur la position de la pédale d'embrayage 15 au calculateur central de freinage 11. Le capteur 14 peut être un capteur de déplacement linéaire ou une bascule à deux positions dont le point de basculement coïncide par exemple avec la position de patinage de la 15 transmission 6. En variante, le capteur 14 peut aussi être relié à une voie d'entrée analogique du calculateur 11 si l'information qu'il délivre n'est pas utilisée par d'autres organes du véhicule.

De même, le levier de vitesses 13 est muni d'un moyen de détection de rapport 39 relié au bus de données 18 qui fournit des 20 informations sur le rapport de boîte de vitesses engagé. Dans le mode de réalisation représenté, le moyen de détection de rapport 39 consiste en une première bascule à deux positions 39a qui délivre un signal haut lorsque la boîte de vitesse est au neutre et un signal bas sinon et une deuxième bascule à deux positions 39b qui délivre un signal haut lorsque 25 la boîte de vitesse est en marche arrière et un signal bas sinon. Si la boîte de vitesse est automatique, la donnée du rapport de boîte de vitesses engagé est rendue disponible sur le bus de données 18 de manière connue en soi.

En référence à la figure 3, on décrit maintenant un procédé 30 d'estimation de la pente qui est mis en oeuvre par le calculateur central de freinage 11, par exemple de manière périodique à une fréquence d'échantillonnage fixée.

A l'étape 20, une acquisition des vitesses des roues coi est effectuée.

A l'étape 21, une vitesse d'ensemble VE du véhicule est calculée à l'aide des vitesses des roues coi. Pour cela, différents procédés classiques bien connus de l'homme du métier sont utilisables.

A l'étape 22, une accélération longitudinale a, du véhicule est 5 calculée par dérivation temporelle de la vitesse d'ensemble VE. Lorsque les capteurs de vitesse de roue 10Oa et 0lb sont des capteurs non signés, l'information qu'ils délivrent est en fait la valeur absolue de la vitesse de roue c i. Dans ce cas, la vitesse d'ensemble VE calculée à l'étape 21 et l'accélération longitudinale calculée à l'étape 22 sont des valeurs 10 absolues. Dans ce cas, une étape 23 est prévue pour déterminer le signe qu'il faut affecter à l'accélération longitudinale a, en fonction du rapport de la boîte de vitesses 7 qui est engagé et la position de la pédale d'embrayage 15.

A l'étape 23, si la marche arrière est engagée et que la pédale 15 d'embrayage 15 est relevée, on affecte le signe - à l'accélération longitudinale a.. Si la marche avant est engagée et que la pédale d'embrayage 15 est relevée, on affecte le signe + à l'accélération longitudinale ac. Si la boîte de vitesses 7 est au neutre ou que la pédale d'embrayage 15 est enfoncée, il se présente deux cas: soit le véhicule 20 était en mouvement à l'instant précédent, auquel cas on conserve le signe correspondant au dernier rapport qui a été engagé; soit le véhicule était à l'arrêt à l'instant précédent, auquel cas on utilise le capteur 3 pour déterminer dans quel sens le véhicule est en train de démarrer.

En variante, si les capteurs de vitesse de roue 10a et 1Ob sont 25 des capteurs signés, l'étape 23 est supprimée. Dans les deux réalisations, on obtient une accélération longitudinale calculée a0 qui a une valeur algébrique dont le signe correspond au sens de déplacement du véhicule 1.

A l'étape 24, une mesure d'accélération longitudinale amr est 30 acquise à l'aide du capteur d'accélération 3. Cette mesure am est algébrique. A l'étape 25, un signal de différence s est calculé: s=am-ac A l'étape 26, une condition logique de gel des mesures de pente CG est éprouvée. Dans l'exemple représenté, la condition CG est 35 une variable booléenne prenant la valeur 0 lorsqu'elle est non vérifiée et 1 lorsqu'elle est vérifiée. Pour éprouver la condition CG, on calcule la dérivée temporelle du signal de différence s: D=ds/dt. Pour cela, de nombreuses méthodes de dérivation d'un signal échantillonné sont disponibles. La condition CG est: CG=[jIVEI<SI ou (IVEI<S3 et IDI>S2)].

SI et S3 sont des seuils de vitesse positifs prédéterminés. Par exemple, S1=3 km/h et S3=5 km/h. S2 est un seuil de stabilité positif fixé qui peut être déterminé à la suite d'essais.

En variante, lorsque le véhicule est en mouvement, le taux de variation D peut être calculé en tant que variation spatiale de la variable 10 de différence s: D=(ds/dt)/VE.

Si la condition de gel CG n'est pas vérifiée, l'étape 28 est effectuée. Un signal d'estimation de pente p est actualisé en fonction de la valeur actuelle du signal de différence s: p=tan[Arcsin(s/g)].

Au contraire, si la condition de gel CG est vérifiée, l'étape 27 15 est effectuée. L'estimation de pente obtenue à l'itération précédente est conservée en tant que mesure actuelle de la pente.

Après l'étape 27 ou 28, la flèche 29 indique le retour à l'étape pour une nouvelle itération du procédé.

En référence à la figure 4, on décrit une variante du procédé 20 d'estimation de la pente. Les étapes 20 à 25 sont inchangées. Dans cette variante, le calculateur 11 utilise une variable booléenne IG en tant qu'indicateur de gel des mesures de pente. Après l'étape 25, on effectue l'étape 30 dans laquelle la valeur de l'indicateur IG est testée. Si IG=0, on effectue l'étape 26 telle que décrite ci-dessus. A l'issue de l'étape 26, si 25 CG=I1, on effectue l'étape 31 dans laquelle l'indicateur IG est rendu égal à 1. Puis on effectue l'étape 27 telle que décrite ci-dessus. Si à l'étape 26, la condition de gel CG n'est pas vérifiée, on effectue l'étape 28 telle que décrite ci-dessus.

A l'étape 30, si IG=1, on effectue l'étape 32. Dans l'étape 32, 30 une condition logique de dégel CD est éprouvée. Dans l'exemple représenté, la condition de dégel CD est une variable booléenne prenant la valeur 0 quand elle est fausse et 1 lorsqu'elle est vraie. La condition logique de dégel CD est validée dans quatre cas alternatifs non exclusifs: a) IVEI> S4, S4 étant un seuil de vitesse positif prédéterminé, par 35 exemple S4=5 km/h; b) IVEI>S5 et ID!<S6, S5 étant un seuil de vitesse positif prédéterminé inférieur à S4, par exemple S5=3 km/h et S6 étant un seuil de stabilité positif prédéterminé, pouvant être égal à S2 ou différent; c) 0<lVEI<S5 et IDl<S6 et la voiture est estimée en train de démarrer; 5 d) IVEJ<s depuis une durée t>T et ID[<S6, T étant un seuil prédéterminé, par exemple T= 500 ms.

La condition ID[<S6 signifie que le signal de différence s est assez stable. s est un seuil de vitesse signifiant que le véhicule est à l'arrêt. Par exemple, s est le seuil de sensibilité des capteurs de vitesse de 10 roue 0la et 0lob. Dans le test c), le véhicule 1 est estimé en train de démarrer lorsque la vitesse VE a été nulle auparavant.

Lorsque la condition de dégel CD est validée, à l'étape 33 l'indicateur de gel IG est rendu égal à 0, puis l'étape 28 est effectuée.

Lorsque la condition de dégel CD n'est pas vérifiée, l'étape 27 15 est effectuée. Dans la variante de la figure 4, on a donc une condition de gel CG et une condition de dégel CD qui sont distinctes.

En référence à la figure 5, le procédé d'estimation de la pente est illustré par un exemple de mesure pour un véhicule s'arrêtant dans une côte. La courbe 35 représente le signal de mesure de pente p exprimé 20 en pourcentage et gradué sur l'axe de droite. La courbe 36 représente le signal d'accélération mesuré am exprimé en ms'2 qui se lit sur l'axe de gauche. La courbe 37 représente le signal d'accélération calculé a, exprimé aussi en ms-2 sur l'axe de gauche. Le procédé mis en oeuvre correspond à la variante de la figure 4.

A l'instant t=0, on a IG=0. La pente calculée est p=24 %. A l'instant tl, la condition de gel CG est validée. Cet instant correspond aussi à un début d'oscillation du signal 37. Cette instabilité du signal d'accélération calculé est due à l'imprécision des capteurs de vitesse lorsque le véhicule est prêt de s'arrêter. A partir de l'instant t1, le signal 30 de mesure de pente 35 est gelé à la valeur qu'il avait à l'instant tl. Ce gel dure jusqu'à l'instant t2 qui correspond à la validation de la condition de dégel CD. L'intervalle [tl,t2] correspond à la phase d'immobilisation du véhicule 1, au cours de laquelle celui-ci parcourt une distance très faible.

A l'instant t2, la condition de dégel CD est validée car le véhicule est à 35 l'arrêt depuis plus de 500 ms, comme visible sur la courbe 37. Après l'instant t2, le signal de mesure de pente 35 est donc actualisé en fonction de la nouvelle valeur du signal de différence s. Cette actualisation se traduit par un saut 38 du signal 35 qui passe de 24 % à environ 22,5 %.

Grâce à ce procédé, on constate qu'on obtient une estimation précise de la pente p tout au long de la manoeuvre. Même si le gel de la 5 mesure de pente entraîne temporairement une erreur de l'estimation, cette erreur reste faible en raison de la petite vitesse du véhicule et donc de la faible distance parcourue entre l'instant t1 et l'arrêt complet du véhicule 1. Ainsi, le signal de mesure de pente peut, de manière fiable, servir à calculer différentes variables de contrôle, telles qu'une force de freinage 10 assurant l'immobilisation du véhicule 1 sur la surface 2 ou un couple moteur minimal devant être fourni pour démarrer.

En général, lorsque le signal d'estimation p n'est pas figé, l'angle de tangage du véhicule 1 est négligeable par rapport à l'angle a de sorte qu'il est inutile de tenir compte du tangage. Toutefois, dans une 15 variante de réalisation expérimentale de l'invention, on prévoit des moyens de mesure de l'angle de tangage f3, par exemple des capteurs de distance par laser pointant vers le sol et fixés respectivement à l'avant et à l'arrière du véhicule. Ainsi, on corrige l'estimation de la pente p en fonction de l'angle de tangage P3 d'après l'équation: s/g=sin(a+3).

La mise en oeuvre du procédé d'estimation de la pente décrit ci-dessus est réalisée par une programmation correspondante du calculateur 11. Cette estimation de la pente est utilisée par le calculateur 11 pour fournir une assistance au démarrage en côte qui inclut à la fois la commande automatique des freins électriques du véhicule et la 25 commande automatique du moteur, comme il va être expliqué ci-dessous en référence aux figures 7 et 6.

En référence à la figure 7, on décrit d'abord le procédé de commande des freins électriques pour assurer une fonction de maintien sur pente. A l'étape 50, la pente actuelle p de la surface 2 est comparée à 30 un seuil de pente minimal po en deçà duquel la fonction n'est pas activée.

Par exemple, p0=4%. Si P>PO, à l'étape 51, une condition logique d'activation de la fonction est éprouvée. Par exemple, la condition d'activation est validée lorsque les vitesses des roues traduisent un arrêt du véhicule 1 sur la surface en pente.

Dans ce cas, à l'étape 52, les freins électriques sont automatiquement serrés sous la commande du calculateur 11 avec une force de serrage suffisante pour maintenir le véhicule sur la surface. Pour cela, le calculateur 11 détermine une force de serrage cible Fo(p) en fonction de la pente actuelle p et serre les freins électriques jusqu'à obtenir une force de serrage actuelle F sensiblement égale à Fo(p). Par 5 exemple, ladétermination de la force de serrage cible Fo(p) s'effectue par lecture dans une mémoire permanente du calculateur 11 dans laquelle ont été stockées une pluralité de valeurs cibles qui correspondent à une pluralité de valeur de pentes et qui ont été acquises préalablement de manière expérimentale pour le type de véhicule 10 concerné. La mesure de la force de serrage actuelle F est donnée par des capteurs intégrés aux étriers électriques 9a-b.

Sur la durée pendant laquelle les freins électriques restent maintenus serrés automatiquement, le conducteur est libéré de la contrainte d'actionner tout organe de commande de frein, c'est-à-dire notamment qu'il n'a plus besoin d'appuyer sur la pédale de frein 12. Cet état de fonctionnement est signalé par un témoin lumineux sur le tableau de bord. Pendant toute cette durée, une condition de désactivation de la fonction est surveillée, correspondant à l'étape 53. Tant que la condition de désactivation n'est pas validée, les freins électriques restent 20 maintenus serrés automatiquement, comme représenté par la flèche 54.

La condition de désactivation est définie de manière à traduire une intention du conducteur de mettre le véhicule en mouvement. Par exemple, la condition de désactivation est validée si le conducteur enclenche un rapport de boîte de vitesse correspondant à un démarrage 25 vers le bas de la pente et qu'il embraye. La condition de désactivation est aussi validée si le conducteur enclenche un rapport de boîte de vitesse correspondant à un démarrage vers le haut de la pente et qu'il accélère et qu'il embraye au-delà d'un certain seuil.

Lorsque la condition de désactivation est validée, à l'étape 55, 30 les freins électriques sont relâchés progressivement. Ainsi, le conducteur effectue son démarrage sans agir sur les organes de commande de freinage, comme s'il démarrait à plat. Ce relâchement peut être proportionné au couple moteur effectif F fourni par le moteur 4, qui est estimé en permanence par le calculateur moteur 16 d'une manière 35 connue en soi et qui est communiqué au calculateur 11 à travers le bus de données 18.

En référence à la figure 6, on décrit maintenant le procédé de commande du moteur pour assurer une fonction d'assistance au démarrage anti-calage.

A l'étape 40, la pente actuelle p de la surface 2 est comparée à 5 un seuil de pente minimal Po en deçà duquel la fonction n'est pas activée.

Par exemple, p0=4%. Si P>PO, à l'étape 41, une condition logique d'activation de la fonction anti-calage est éprouvée. La condition d'activation est validée lorsque les vitesses des roues traduisent un arrêt du véhicule 1 sur la surface en pente (ou de manière équivalente lorsque 10 la fonction de maintien sur pente précitée est active) et que l'on détecte un comportement du conducteur traduisant une intention de démarrer vers le haut de la pente. Par exemple, le comportement qui est détecté combine trois actions: - un rapport de boîte de vitesse est engagé et 15 correspond à un déplacement vers la haut de la pente, - la pédale d'accélérateur 19 est enfoncée au-delà de sa position de repos, même faiblement, pour des raisons de sécurité, - la pédale d'embrayage 15 est relevée au-delà d'un seuil prédéterminé, correspondant par exemple à l'approche du point de glissement de la transmission 6. En effet, il est inutile d'accroître le régime du moteur tant que le moteur n'est pas 25 accouplé aux roues.

Dans ce cas, à l'étape 42, la fonction anti-calage devient active. Le calculateur 11 détermine un couple moteur de consigne Fo(p) en fonction de la pente actuelle p, qui correspond à un couple suffisant pour mettre le véhicule 1 en mouvement vers le haut de la surface 2.

Par exemple, la détermination du couple moteur de consigne FO(p) s'effectue par lecture d'une valeur de base dans une mémoire permanente du calculateur 11 dans laquelle ont été stockées une pluralité de valeurs de base qui correspondent à une pluralité de valeur de pentes et ont été acquises préalablement de manière expérimentale pour le type 35 de véhicule concerné. La valeur de base correspond à un couple moteur suffisant pour éviter un calage du moteur lors d'une manoeuvre d'embrayage ordinaire, c'est-à-dire avec un relâchement progressif de l'embrayage. La valeur de base est croissante avec la pente p, par exemple, 24N.m pour p=6% et 87N.m pour p=25%. Dans un mode de réalisation simple, la valeur de base est utilisée en tant que couple 5 moteur de consigne Fo(p). Dans un mode de réalisation plus évolué, le couple moteur de consigne Fo(p) est calculé en multipliant la valeur de base par un premier coefficient traduisant la position de la pédale d'embrayage 15, de manière à calculer le couple moteur de consigne FO(p) proportionnellement au degré d'accouplement du moteur aux roues 10 motrices et/ou par un deuxième coefficient traduisant la vitesse de relâchement de la pédale d'embrayage 15, de manière à calculer le couple moteur de consigne Fo(p) proportionnellement à la vitesse d'accroissement de l'accouplement du moteur aux roues motrices.

A l'étape 43, le calculateur 11 compare le couple moteur de 15 consigne Fo(p) avec la valeur actuelle du couple moteur effectif F qui est communiquée par le calculateur moteur 16 à travers le bus de données 18. Lorsque F<Fo(p), à l'étape 44, le calculateur 1 1 envoie au calculateur 16 une requête d'accroissement de couple pour commander automatiquement un accroissement du couple moteur effectif F jusqu'à 20 atteindre une valeur sensiblement égale à FO(p). Cette commande se traduit par un accroissement du régime du moteur au-dessus du régime correspondant à la pression exercée par le conducteur sur la pédale d'accélérateur 19. Cet état de fonctionnement est signalé par un témoin lumineux sur le tableau de bord. L'accroissement du régime du moteur 25 est limité par un seuil de couple maximal, par exemple de l'ordre de 120N.m. Si la requête du calculateur 11 dépasse ce seuil, le calculateur moteur 16 n'en tient pas compte et limite le couple moteur effectif à la valeur du seuil.

Si F>Fo(p), l'étape 44 est ignorée, comme représenté par la 30 flèche 46.

Sur la durée pendant laquelle la fonction anti-calage est active, le conducteur est libéré de la contrainte de bien doser l'actionnement de la pédale d'accélérateur 19, c'est-à-dire qu'il doit simplement maintenir son pied sur la pédale. Pendant toute cette durée, une condition de 35 désactivation de la fonction est surveillée, correspondant à l'étape 45.

Tant que la condition de désactivation n'est pas validée, le couple moteur de consigne Fo(p) est actualisé périodiquement, comme représenté par la flèche 47, pour tenir compte des éventuelles variations de la pente au cours du déplacement du véhicule. La condition de désactivation est définie de manière de permettre au conducteur de 5 reprendre facilement le contrôle manuel du véhicule. Par exemple, la condition de désactivation est validée si: - le conducteur actionne la pédale d'accélérateur 19 de manière à requérir un couple moteur supérieur à FO(p); ou 0lo - le conducteur relève la pédale d'accélérateur 19 et/ou enfonce la pédale d'embrayage 15, de manière à requérir une réduction du couple moteur transmis aux roues; ou - le véhicule dépasse un seuil de vitesse V0 15 prédéterminé, par exemple V0=5km/h; ou - une fonction de contrôle anti-patinage de type TCS devient active.

Lorsque la condition de désactivation est validée, à l'étape 48, le régime moteur revient sous le contrôle de la pédale d'accélérateur 19. 20 Ainsi, pour un véhicule combinant la fonction anti-calage avec la fonction de maintien sur pente, le conducteur peut effectuer un démarrage en côte en gérant uniquement la pédale d'embrayage 15, avec une commande minimale sur l'accélérateur, sans encourir le risque de faire caler le moteur. La réponse du moteur n'est jamais inférieure à 25 l'actionnement de la pédale d'accélérateur 19. La condition de désactivation de la fonction de maintien sur pente et la condition d'activation de la fonction anti-calage peuvent être choisies identiques ou voisines dans ce cas, de manière que la commande automatique du moteur intervienne au cours de la diminution de la force de freinage ou 30 lorsque celle-ci atteint 0. De ce fait, l'accroissement du couple moteur permet de compenser la diminution de la force de freinage. La fonction anti-calage améliore ainsi le confort du véhicule et la régularité du démarrage en côte.

Pour un véhicule ayant seulement la fonction anti-calage, le 35 conducteur effectue un démarrage en côte en gérant la pédale d'embrayage 15 et un organe de commande de frein.

En référence aux figures 8A à 8E, on décrit maintenant de manière qualitative le déroulement au cours du temps d'une manoeuvre de démarrage en côte du véhicule 1 combinant la fonction anti-calage et la fonction de maintien sur pente. Le temps t est en abscisse de toutes les 5 courbes. La courbe 60 de la figure 8A représente la force de serrage F exercée par les étriers électriques de freinage 9a-b. La courbe 61 de la figure 8B représente le degré d'enfoncement XA de la pédale d'accélérateur 19. La courbe 63 de la figure 8C représente le degré d'enfoncement xE de la pédale d'embrayage 15. La courbe 64 de la 10 figure 8D représente le couple moteur effectif F délivré par le moteur 4.

La courbe 67 de la figure 8E représente la vitesse VE du véhicule.

A l'état initial, le véhicule est maintenu à l'arrêt sur une surface avec une pente p>po, la fonction de maintien sur pente étant activée. La force de freinage F est égale à Fo(p). La pédale d'embrayage 15 15 est enfoncée pour découpler complètement la transmission.

A partir de l'instant t3, le conducteur engage un rapport de boîte de vitesse pour démarrer vers le haut de la surface et commence à appuyer sur la pédale d'accélérateur 19. A partir de l'instant t4, le conducteur commence à relâcher la pédale d'embrayage 15. A l'instant 20 t5, la condition de désactivation de la fonction de maintien sur pente est validée, de sorte que la force de freinage F commence à diminuer selon une rampe décroissante jusqu'à 0. La pente de la rampe décroissante est choisie en fonction de la valeur de pente p pour obtenir un compromis entre le confort et la rapidité d'exécution. A l'instant t6 légèrement 25 postérieur, la condition d'activation de la fonction anti-calage est validée. La courbe 62 représente l'actionnement de la pédale d'accélérateur qui aurait permis de démarrer sans caler, compte tenu de la pente p. Comme visible sur la figure 8B, l'enfoncement effectif de la pédale d'accélérateur 19 reste en dessous de cette courbe 62. La courbe 30 65 représente le couple moteur qui correspond à l'enfoncement effectif de la pédale d'accélérateur 19. Dans ces conditions, sans la fonction anticalage, le moteur 4 devrait caler à brève échéance. Du fait que la fonction anti-calage est active à partir de l'instant t6, le couple moteur effectif F est automatiquement accru à partir de cet instant jusqu'à être 35 égal à Fo(p). Le véhicule 1 gagne de la vitesse à mesure que le conducteur achève de relâcher la pédale d'embrayage 15. A l'instant t7, VE>V0 de sorte que la fonction anti-calage se désactive. Le véhicule a donc démarré sans caler malgré le faible enfoncement de la pédale d'accélérateur 19.

A l'instant t6, l'accroissement du couple moteur effectif est 5 effectué avec une certaine pente, représentée par la ligne 66. Selon une variante de réalisation, la pente 66 est modulée proportionnellement à la vitesse de la pédale d'embrayage 15.

La figure 9D illustre un autre mode de réalisation de la fonction anticalage, dans lequel le couple moteur de consigne Fo(F, p) 10 dépend également de la force de serrage actuelle F dans les freins électriques 9a-b. Dans ce mode de réalisation, la courbe 164 d'accroissement du couple moteur effectif tient compte du degré de relâchement des freins de manière à adoucir davantage le démarrage du véhicule.

Comme il a été mentionné, le véhicule peut être muni de freins électriques agissant sur les quatre roues ou bien uniquement sur les roues arrière.

Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement 20 limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'estimation de la pente d'une surface (2) sur laquelle se trouve un véhicule automobile, comportant les étapes consistant à: produire un premier signal d'accélération longitudinale instantanée du véhicule (am) au moyen d'un capteur d'accélération (3), produire au moins un signal de vitesse de roue (coi) du véhicule au moyen d'au moins un capteur de vitesse de roue (1Oa, 1Ob), produire un deuxième signal d'accélération longitudinale instantanée du 10 véhicule (ao) à partir dudit au moins un signal de vitesse de roue, produire un signal de différence (s) entre lesdits signaux d'accélération longitudinale instantanée du véhicule, caractérisé par les étapes consistant à: éprouver une condition de gel des mesures de pente (CG), produire un signal d'estimation quantitative (p) de la pente actuelle de la surface sur laquelle se trouve le véhicule, ledit signal d'estimation étant produit à partir dudit signal de différence tant que ladite condition de gel des mesures de pente n'est pas vérifiée, figer ledit signal d'estimation lorsque ladite condition de gel des mesures 20 de pente est vérifiée.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par l'étape consistant à calculer une vitesse d'ensemble VE du véhicule à partir d'au moins un signal de vitesse de roue (coi), l'étape d'épreuve de la condition de gel des mesures de pente incluant 25 une comparaison entre VE et un seuil positif prédéterminé S1.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par l'étape consistant à calculer un taux de variation D dudit signal de différence, l'étape d'épreuve de la condition de gel des mesures de pente incluant 30 une comparaison entre D et un seuil positif prédéterminé S2.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite condition de gel des mesures de pente est la condition nécessaire et suffisante: IVEI<S1 OU (IVEl<S3 ET ID[>S2), S3 étant un seuil prédéterminé vérifiant S3>S1.

5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que ledit taux de variation D est un taux de variation temporelle dudit signal de différence

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5,

caractérisé par les étapes consistant à: positionner un indicateur de gel des mesures de pente (IG) dans un premier état tant que ladite condition de gel des mesures de pente (CG) n'est pas vérifiée, positionner ledit indicateur de gel des mesures de pente dans un 10 deuxième état dès que ladite condition de gel des mesures de pente est vérifiée, éprouver une condition de dégel des mesures de pente (CD), repositionner ledit indicateur de gel des mesures de pente dans le premier état dès que ladite condition de dégel des mesures de pente est vérifiée, 15 ledit signal d'estimation quantitative de la pente actuelle (p) de la surface sur laquelle roule le véhicule étant produit à partir dudit signal de différence (s) tant que ledit indicateur de gel des mesures de pente (IG) est dans le premier état, ledit signal d'estimation quantitative de la pente actuelle restant figé tant que ledit indicateur de gel des mesures de pente 20 est dans le deuxième état.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par l'étape consistant à calculer une vitesse d'ensemble VE du véhicule à partir d'au moins un signal de vitesse de roue, l'étape d'épreuve de la condition de dégel des mesures de pente (CD) 25 incluant une comparaison entre VE et un seuil positif prédéterminé S4.

8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait que ladite étape d'épreuve de la condition de dégel des mesures de pente comprend l'étape consistant à éprouver si le véhicule (1) est à l'arrêt depuis au moins une durée prédéterminée T.

9. Procédé selon l'une des revendications 6 à 8,

caractérisé par l'étape consistant à calculer un taux de variation D dudit signal de différence (s), l'étape d'épreuve de la condition de dégel des mesures de pente (CD) incluant une comparaison entre D et un seuil positif prédéterminé S6.

10. Procédé selon l'une des revendications 6 à 9,

caractérisé par les étapes consistant à: produire un signal de sens de déplacement du véhicule en fonction du rapport de transmission d'une boîte de vitesse du véhicule, affecter un signe (23) audit deuxième signal d'accélération longitudinale instantanée du véhicule (a0) en fonction dudit signal de sens de déplacement.

11. Véhicule équipé pour mettre en oeuvre le procédé

selon l'une des revendications 1 à 10, comportant:

un capteur d'accélération (3) pour produire un premier signal d'accélération longitudinale instantanée du véhicule, au moins un capteur de vitesse de roue (1 Oa-b) pour produire au moins un signal de vitesse de roue du véhicule, un moyen (11) pour produire un deuxième signal d'accélération longitudinale instantanée du véhicule à partir dudit au moins un signal de vitesse de roue, un moyen (11) pour produire un signal de différence entre lesdits signaux d'accélération longitudinale instantanée du véhicule, caractérisé par le fait qu'il comporte: un moyen (11) pour éprouver une condition de gel des mesures de pente, un moyen (11) pour produire un signal d'estimation quantitative de la 20 pente actuelle de la surface sur laquelle se trouve le véhicule à partir dudit signal de différence tant que ladite condition de gel des mesures de pente n'est pas vérifiée, un moyen (11) pour figer ledit signal d'estimation lorsque ladite condition de gel des mesures de pente est vérifiée. 25