FR2947899A1

FR2947899A1 - Road slope and/or inclination detecting method for motor vehicle, involves estimating sign of slope and inclination angles at frequency by exploiting results of forces, angle and information as input data to detect slope and/or inclination

Info

Publication number: FR2947899A1
Application number: FR0903374A
Authority: FR
Inventors: Rinaldis Alessandro De; Marc Lucea
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2009-07-08
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2011-01-14
Anticipated expiration: 2029-07-08
Also published as: FR2947899B1

Abstract

The method involves measuring forces exerted by a road of a vehicle along longitudinal and transversal axes at a sampling frequency by a first measurement unit (10), and measuring a steering lock angle of the road at the frequency by a second measurement unit (20). Speed information relative to the vehicle is determined by a third measurement unit (30) at the frequency. A sign of a slope angle and/or an inclination angle is estimated at the frequency by exploiting measurement results of the forces, the angle and the information as input data to detect a slope and/or inclination of the road. An independent claim is also included for a device for detecting slope and/or inclination of a road for a motor vehicle.

Description

Procédé de détection de pente et de devers, et d'estimation de leur signe Method of detecting slope and devers, and estimating their sign

La présente invention se rapporte à un procédé et un dispositif de détection de la pente et/ou du devers d'une route à partir d'un véhicule en déplacement sur cette route, en particulier un véhicule automobile. Un tel procédé est bien connu de l'homme du métier, notamment par l'exemple qu'en donne le document EP0689116. Le procédé décrit dans ce document consiste à estimer les angles de pente et de devers d'un véhicule en comparant, pendant le déplacement du véhicule, les accélérations io longitudinales et transversales du véhicule, mesurées au moyen d'un capteur approprié, à des valeurs d'accélération estimées, par exemple par dérivation de la vitesse de rotation des roues arrières, pour ce qui concerne l'accélération longitudinale. On connaît encore du document US6195606, une méthode d'estimation 15 de l'angle de devers consistant à estimer dans un premier temps la vitesse latérale du véhicule, au moyen d'un modèle observateur. Puis, en exploitant des mesures d'accélération latérale et de vitesse de lacet, la contribution du devers sur le signal mesuré d'accélération latérale est isolée. II est alors possible d'estimer l'angle de devers. 20 Un inconvénient des méthodes décrites précédemment est qu'elles nécessitent de disposer de capteurs, aptes à mesurer les accélérations longitudinales et transversales du véhicule. De tels capteurs ont un coût élevé. Elles requièrent en outre l'utilisation de modèles de véhicule (ou d'une partie du véhicule), ce qui est source d'erreur et de dérive (usure des éléments, 25 variations paramétriques, dispersion, etc.) Aussi, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention, est de prévoir un procédé de détection de pente et/ou de devers exempt de l'un au moins des inconvénients précédemment évoqués. Dans le but de résoudre ce problème, le procédé de l'invention, par 30 ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il consiste à détecter la pente, respectivement le devers, sur la base d'une estimation du signe de l'angle de pente, respectivement de l'angle de devers, obtenue en exploitant en tant que données d'entrée, au moins des premières mesures représentatives des efforts exercés par la route sur chaque roue du véhicule, respectivement selon au moins leurs axes longitudinal et transversal, des deuxièmes mesures représentatives de l'angle de braquage des roues du véhicule et des troisièmes mesures représentatives d'informations de vitesse relatives au véhicule, ladite estimation étant obtenue à la fréquence d'échantillonnage à laquelle lesdites premières, deuxièmes et troisièmes mesures sont fournies. io Grâce à cet agencement, le procédé de l'invention permet de s'affranchir de la présence de capteurs d'accélération longitudinale et/ou transversale, pour la détection de pente et/ou de devers, contrairement à la plupart des méthodes décrites dans l'état de la technique, ce qui présente un avantage certain en terme de coût. 15 En outre, en détectant la présence de pente, respectivement de devers, par l'estimation du signe de l'angle de pente, respectivement de devers, le procédé de l'invention permet de fournir une simple information discrète, du type pente/devers positif ou pente/devers négatif ou pas de pente/devers , qui est très facilement exploitable et susceptible de s'avérer 20 utile à certaines stratégies d'aide à la conduite, par exemple les stratégies d'aide au démarrage en côte. Lesdites troisièmes mesures peuvent comprendre des mesures de la vitesse longitudinale du véhicule et de la vitesse de lacet du véhicule. Selon une variante, lesdites troisièmes mesures comprennent des 25 mesures de la vitesse de rotation de chacune de deux roues gauche et droite non motrices d'un même train de roue. Avantageusement, lesdites troisièmes mesures représentatives d'informations de vitesse relatives au véhicule sont exploitées pour estimer les valeurs des accélérations longitudinale et transversale du véhicule, lesdites 30 valeurs estimées d'accélération longitudinale et transversale du véhicule étant utilisées respectivement dans l'estimation du signe de l'angle de pente et dans l'estimation du signe de l'angle de devers. Selon un mode de réalisation, l'estimation du signe de l'angle de pente consiste à effectuer la différence entre un premier paramètre dont la valeur est fonction de ladite valeur estimée de l'accélération longitudinale et un second paramètre dont la valeur est fonction desdites premières et deuxièmes mesures, de la masse du véhicule et de la force aérodynamique qui s'exerce sur le véhicule, le signe de l'angle de pente étant donné par le signe de ladite différence. The present invention relates to a method and a device for detecting the slope and / or the side of a road from a vehicle traveling on this road, in particular a motor vehicle. Such a method is well known to those skilled in the art, in particular by the example given in document EP0689116. The method described in this document consists in estimating the angles of inclination and devers of a vehicle by comparing, during the displacement of the vehicle, the longitudinal and transverse accelerations of the vehicle, measured by means of an appropriate sensor, with values estimated acceleration, for example by deriving the speed of rotation of the rear wheels, with regard to the longitudinal acceleration. Document US Pat. No. 6,195,606 discloses a method for estimating the angle of departure whereby the lateral velocity of the vehicle is first estimated by means of an observer model. Then, by taking measurements of lateral acceleration and yaw rate, the contribution of the devers to the measured signal of lateral acceleration is isolated. It is then possible to estimate the angle of repose. A disadvantage of the methods described above is that they require the availability of sensors capable of measuring the longitudinal and transverse accelerations of the vehicle. Such sensors have a high cost. They also require the use of vehicle models (or part of the vehicle), which is a source of error and drift (wear of the elements, parametric variations, dispersion, etc.). Also, a problem which arises and that aims to solve the present invention is to provide a slope detection method and / or devers free of at least one of the disadvantages mentioned above. In order to solve this problem, the method of the invention, which moreover conforms to the generic definition given in the preamble above, is essentially characterized in that it consists in detecting the slope, respectively , on the basis of an estimate of the sign of the angle of inclination, respectively the deviation angle, obtained by exploiting as input data at least first measurements representative of the forces exerted by the road on each wheel of the vehicle, respectively according to at least their longitudinal and transverse axes, second measurements representative of the steering angle of the wheels of the vehicle and the third representative measurements of speed information relating to the vehicle, said estimate being obtained at the frequency of sampling at which said first, second and third measurements are provided. With this arrangement, the method of the invention makes it possible to overcome the presence of longitudinal and / or transverse acceleration sensors for slope and / or slope detection, unlike most of the methods described in FIG. state of the art, which has a certain advantage in terms of cost. In addition, by detecting the presence of slope, respectively of devers, by the estimation of the sign of the angle of slope, respectively of devers, the method of the invention makes it possible to provide a simple discrete information, of the slope type. positive or negative slope / slope or no slope / devers, which is very easily exploitable and may be useful for certain driving assistance strategies, such as hill start assist strategies. Said third measurements may include measurements of the longitudinal speed of the vehicle and the yaw rate of the vehicle. According to a variant, said third measurements comprise measurements of the speed of rotation of each of two non-driving left and right wheels of the same wheel set. Advantageously, said third representative measurements of velocity information relating to the vehicle are used to estimate the values of the longitudinal and transverse accelerations of the vehicle, said estimated values of longitudinal and transverse acceleration of the vehicle being used respectively in the estimation of the sign of the vehicle. the slope angle and in the estimate of the sign of the angle of devers. According to one embodiment, the estimate of the sign of the slope angle consists in making the difference between a first parameter whose value is a function of said estimated value of the longitudinal acceleration and a second parameter whose value is a function of said first and second measurements, the mass of the vehicle and the aerodynamic force exerted on the vehicle, the sign of the angle of inclination being given by the sign of said difference.

De préférence, l'estimation du signe de l'angle de pente résulte d'un seuillage, de sorte que : - si la valeur de ladite différence est supérieure à une première valeur de seuil positive, le signe de l'angle de pente est estimé comme positif ; - si la valeur de ladite différence est inférieure à une seconde valeur de seuil négative, le signe de l'angle de pente est estimé comme négatif ; - sinon, la pente est estimée comme nulle. Selon un mode de réalisation, l'estimation du signe de l'angle de devers consiste à effectuer la différence entre un premier paramètre dont la valeur est fonction desdites premières et deuxièmes mesures et de la masse du véhicule et un second paramètre dont la valeur est fonction de ladite valeur estimée de l'accélération transversale, le signe de l'angle de pente étant donné par le signe de ladite différence. De préférence, l'estimation du signe de l'angle de devers résulte d'un seuillage, de sorte que : - si la valeur de ladite différence est supérieure à une première valeur de seuil positive, le signe de l'angle de devers est estimé comme positif ; - si la valeur de ladite différence est inférieure à une seconde valeur de seuil négative, le signe de l'angle de devers est estimé comme négatif ; - sinon, le devers est estimé comme nul. Preferably, the estimate of the sign of the slope angle results from a thresholding, so that: - if the value of said difference is greater than a first positive threshold value, the sign of the slope angle is estimated as positive; if the value of said difference is less than a second negative threshold value, the sign of the slope angle is estimated as negative; otherwise, the slope is estimated as zero. According to one embodiment, the estimation of the sign of the deviation angle consists in making the difference between a first parameter whose value is a function of said first and second measurements and of the mass of the vehicle and a second parameter whose value is according to said estimated value of the transverse acceleration, the sign of the angle of inclination being given by the sign of said difference. Preferably, the estimate of the sign of the deviation angle results from a thresholding, so that: - if the value of said difference is greater than a first positive threshold value, the sign of the deviation angle is estimated as positive; if the value of said difference is less than a second negative threshold value, the sign of the deviation angle is estimated as negative; - otherwise, the devers is estimated as zero.

De préférence, les valeurs d'accélération longitudinale et transversale sont estimées à partir desdites troisièmes mesures si et seulement si une condition préalable est vérifiée, selon laquelle la variation d'angle de braquage des roues avant du véhicule est inférieure à une valeur de seuil prédéfinie. Avantageusement, une détection des phases de freinage du véhicule peut être mise en oeuvre par observation du signe de l'effort exercé par la route sur les roues non motrices d'un même train de roue, selon leur axe longitudinal, de sorte que lorsqu'une phase de freinage est détectée, l'estimation du signe des angles de pente et/ou de devers est maintenue pendant toute la durée de la phase de freinage à l'estimation obtenue précédemment à la phase de freinage. Preferably, the longitudinal and transverse acceleration values are estimated from said third measurements if and only if a precondition is verified, according to which the variation of the steering angle of the front wheels of the vehicle is less than a predefined threshold value. . Advantageously, a detection of the braking phases of the vehicle can be implemented by observing the sign of the force exerted by the road on the non-driving wheels of the same wheel set, along their longitudinal axis, so that when a braking phase is detected, the estimate of the sign of the angles of slope and / or devers is maintained throughout the duration of the braking phase to the estimate obtained previously to the braking phase.

L'invention concerne également un dispositif de détection de la pente et/ou du devers d'une route à partir d'un véhicule en déplacement sur ladite route, caractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens de mesure de l'effort exercé par la route sur chaque roue du véhicule selon au moins leurs axes longitudinal et transversal, des deuxièmes moyens de mesure de l'angle de braquage des roues du véhicule, des troisièmes moyens de mesure d'informations de vitesse relatives au véhicule et des moyens de calcul adaptés à estimer le signe de l'angle de pente, respectivement de l'angle de devers, au moins en fonction des données fournies par les premiers, deuxièmes et troisièmes moyens de mesure, à la fréquence d'échantillonnage à laquelle les données sont fournies. L'invention concerne encore un véhicule automobile comprenant un dispositif de détection selon l'invention. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la Figure 1 est un schéma illustrant un dispositif de détection de pente et/ou de devers conforme à la présente invention; - les Figures 2 et 3 illustrent une représentation du repère absolue Ro et du repère solidaire au véhicule R par rapport au plan de la route, défini par les angles de pente Op et de devers yd, respectivement dans un plan défini par les directions longitudinales et verticales et dans un plan défini par les directions transversales et verticales. La Figure 1 illustre un dispositif de détection de pente et/ou de devers d'une route. Un tel dispositif est destiné à être mis en oeuvre dans un véhicule automobile 50 se déplaçant sur une route 60, dont le plan présente une pente et un devers définis respectivement par un angle de pente O et un angle de devers yd, comme illustré aux figures 2 et 3. Le dispositif de détection comprend des premiers moyens de mesure 10 adaptés à mesurer l'effort exercé par la route sur chaque roue du véhicule au io moins selon leurs axes longitudinal et transversal. Ces données peuvent être obtenues au moyen de capteurs d'efforts, par exemple du type de ceux décrits dans la demande de brevet FR2812355, qui permettent de mesurer les efforts au contact pneu-sol respectivement dans les trois directions longitudinal, transversal et vertical, pour chacune des roues du véhicule. 15 On utilisera dans la suite de la description des indices i et j, permettant d'identifier les roues avant/arrière en ce qui concerne le premier indice de roue i, et les roues gauche/droite, en ce qui concerne le second indice de roue j (i=1 : avant ; i=2 : arrière ; j=1 : gauche ; j=2 : droite). Par exemple la combinaison d'indices de roue 1, 1 permet d'identifier la roue avant gauche et 20 la combinaison 2, 2 permet d'identifier la roue arrière droite. Les premiers moyens de mesure 10 fournissent ainsi des données Fx;i, Fy1 et FZ;i, correspondant respectivement à la force longitudinale à la roue i, j (c'est-à-dire la projection de la réaction du sol sur la roue, considérée selon l'axe longitudinal de la roue), à la force transversale à la roue i, j (c'est-à-dire la 25 projection de la réaction du sol sur la roue, considérée selon l'axe transversal de la roue), et à la force verticale à la roue i, j (c'est-à-dire la projection de la réaction du sol sur la roue, considérée selon l'axe vertical de la roue). Le dispositif de détection selon l'invention comprend également des deuxièmes moyens de mesure 20, adaptés à mesurer l'angle de braquage b;i 30 de chaque roue du véhicule. L'angle de braquage des roues avant du véhicule peut par exemple être estimé à partir de la mesure de l'angle du volant ou à partir de capteurs d'angle de braquage des roues avant. Pour la mesure de l'angle de braquage des roues arrière, dans le cas où les roues arrière sont aptes à braquer, un capteur d'angle de braquage des roues arrière pourra être utilisé à cet effet. Le dispositif de détection selon l'invention comprend encore des troisièmes moyens de mesure 30, adaptés à fournir des informations de vitesse relatives au véhicule, parmi lesquelles la vitesse longitudinale du véhicule VX et la vitesse de lacet du véhicule, selon un mode de réalisation et les vitesses io de rotation u4 de chacune des roues du véhicule, selon un autre mode de réalisation, comme on le verra plus en détail par la suite. Pour ce faire, les troisièmes moyens de mesure 30 comprennent par exemple des capteurs adaptés à mesurer ces informations. La détection d'une pente et/ou d'un devers résulte selon l'invention d'une 15 estimation du signe de l'angle de pente, respectivement de devers, obtenue en exploitant en tant que données d'entrée, les données fournies par les premiers moyens de mesure 10, représentatives des efforts exercée par la route sur chaque roue du véhicule, respectivement selon au moins leurs axes longitudinal et transversal, les données fournies par les deuxièmes moyens de 20 mesure 20, représentatives de l'angle de braquage des roues du véhicule et les données fournies par les troisièmes moyens de mesure 30, représentatives des informations de vitesse relatives au véhicule, à savoir, selon le mode de réalisation, la vitesse longitudinale et la vitesse de lacet du véhicule ou les vitesses de rotation des roues du véhicule. 25 Cette estimation du signe de l'angle de pente et/ou de l'angle de dévers est mise en oeuvre en permanence dès lors que les données de mesure sont disponibles, à la fréquence d'échantillonnage à laquelle les données de mesure issues des premiers, deuxièmes et troisièmes moyens de mesures sont fournies. 30 Pour ce faire, les premiers, deuxièmes et troisièmes moyens de mesures sont reliés à des moyens de calcul 40, adaptés à mettre en oeuvre un algorithme d'estimation du signe de l'angle de pente et/ou de devers, sur la base des données explicitées plus haut, comme il va maintenant être expliqué plus en détail. The invention also relates to a device for detecting the slope and / or the devers of a road from a vehicle traveling on said road, characterized in that it comprises first means for measuring the force exerted. by the road on each wheel of the vehicle according to at least their longitudinal and transverse axes, second means for measuring the steering angle of the wheels of the vehicle, third means for measuring speed information relating to the vehicle and means for calculated to estimate the sign of the slope angle, respectively of the angle of deviation, at least according to the data provided by the first, second and third measuring means, at the sampling frequency at which the data are provided. The invention also relates to a motor vehicle comprising a detection device according to the invention. Other features and advantages of the invention will appear on reading the following description of a particular embodiment of the invention, given by way of indication but not limitation, with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 is a diagram illustrating a slope detection device and / or devers according to the present invention; FIGS. 2 and 3 illustrate a representation of the absolute reference mark Ro and of the frame integral with the vehicle R relative to the plane of the road, defined by the angles of slope Op and of the yd side, respectively in a plane defined by the longitudinal directions and vertical and in a plane defined by the transverse and vertical directions. Figure 1 illustrates a device for detecting slope and / or devers of a road. Such a device is intended to be implemented in a motor vehicle 50 traveling on a road 60, the plane of which has a slope and an angle respectively defined by a slope angle O and a deviation angle yd, as illustrated in FIGS. 2 and 3. The detection device comprises first measuring means 10 adapted to measure the force exerted by the road on each wheel of the vehicle at least along their longitudinal and transverse axes. These data can be obtained by means of force sensors, for example of the type described in the patent application FR2812355, which make it possible to measure the forces at the tire-ground contact respectively in the three longitudinal, transverse and vertical directions, for each of the wheels of the vehicle. In the remainder of the description, indices i and j are used to identify the front / rear wheels with regard to the first wheel index i, and the left / right wheels with respect to the second wheel index. wheel j (i = 1: forward, i = 2: rear, j = 1: left, j = 2: right). For example, the combination of wheel indicia 1, 1 identifies the left front wheel and the combination 2, 2 identifies the right rear wheel. The first measuring means 10 thus provide data Fx; i, Fy1 and Fz; i, respectively corresponding to the longitudinal force at the wheel i, j (that is to say the projection of the reaction of the ground on the wheel , considered along the longitudinal axis of the wheel), to the force transverse to the wheel i, j (that is to say the projection of the reaction of the ground on the wheel, considered along the transverse axis of the wheel). wheel), and to the vertical force at the wheel i, j (that is to say, the projection of the reaction of the ground on the wheel, considered along the vertical axis of the wheel). The detection device according to the invention also comprises second measuring means 20, adapted to measure the steering angle b; i 30 of each wheel of the vehicle. The steering angle of the front wheels of the vehicle can for example be estimated from the measurement of the steering wheel angle or from the steering angle sensors of the front wheels. For the measurement of the steering angle of the rear wheels, in the case where the rear wheels are able to steer, a steering angle sensor of the rear wheels can be used for this purpose. The detection device according to the invention also comprises third measuring means 30, adapted to provide vehicle-related speed information, among which the longitudinal speed of the vehicle VX and the yaw rate of the vehicle, according to one embodiment and the speeds of rotation u4 of each of the wheels of the vehicle, according to another embodiment, as will be seen in more detail later. To do this, the third measurement means 30 comprise, for example, sensors adapted to measure this information. The detection of a slope and / or an offset results according to the invention from an estimate of the sign of the angle of slope, respectively of devers, obtained by exploiting as input data the data supplied. by the first measuring means 10, representative of the forces exerted by the road on each wheel of the vehicle, respectively according to at least their longitudinal and transverse axes, the data provided by the second measuring means 20, representative of the steering angle vehicle wheels and the data provided by the third measuring means 30, representative of the speed information relating to the vehicle, namely, according to the embodiment, the longitudinal speed and the yaw rate of the vehicle or the speeds of rotation of the vehicles; vehicle wheels. This estimate of the sign of the slope angle and / or the cant angle is continuously implemented when the measurement data are available, at the sampling frequency at which the measurement data from the first, second and third measuring means are provided. To do this, the first, second and third measurement means are connected to calculation means 40, adapted to implement an algorithm for estimating the sign of the angle of slope and / or of the devers, on the basis of data explained above, as will now be explained in more detail.

Cette estimation, repose sur l'application du principe fondamental de la 5 dynamique au véhicule. This estimate is based on the application of the fundamental principle of dynamics to the vehicle.

Ainsi, considérons les équations qui définissent l'équilibre des forces au centre de gravité du véhicule 50, selon les trois directions X, Y et Z du repère solidaire au véhicule R, tel qu'illustré aux figures 2 et 3. Thus, consider the equations that define the balance of forces at the center of gravity of the vehicle 50, according to the three directions X, Y and Z of the frame integral with the vehicle R, as illustrated in Figures 2 and 3.

Le poids du véhicule s'écrit dans son repère R : Mgsin9p 10 PR = ùMgcos9psinyd ù Mg cos 9p sin yd 0 sachant que le poids s'écrit dans le repère absolu RO : PR() = 0 ùMg En outre, sachant que les efforts exercés par la route dans les trois The weight of the vehicle is written in its frame R: Mgsin9p PR = ùMgcos9psinyd ù Mg cos 9p sin yd 0 knowing that the weight is written in the absolute reference RO: PR () = 0 ùMg In addition, knowing that the efforts exercised by the road in the three

directions, sur chacune des roues du véhicule, sont mesurés directement au directions, on each of the wheels of the vehicle, are measured directly at the

pied des roues, il faut rapporter ces efforts au repère R solidaire au véhicule, 15 en tenant compte de l'angle de braquage ô ii, de la manière suivante : FX cos8u ù F,,sin 8;u FX sin 8u + F. cos 8u FZ Où les indices i et j définissent la roue considérée, de la manière déjà expliqué plus haut. At the foot of the wheels, these forces must be related to the reference R integral with the vehicle, taking into account the steering angle θ ii, in the following manner: FX cos u ù F sin sin; u FX sin sin sin u 8 + F. cos 8u FZ Where the indices i and j define the wheel considered, as already explained above.

En appliquant la relation fondamentale de la dynamique au véhicule, dans 20 le repère R solidaire de celui-ci, on aboutit aux relations suivantes : Mg sin 9p +FX cos 8;u ùEF,, sin8u +FQero ij ùMgcosOp sin yd +FX sin8y +EFY cos8u ij ùMg cos Op sin rd +EFZ iJ M R Faero Faero (VX) RVX (SZVh > Vx > 0) de réglage). /~ Ainsi, en application de cette relation fondamentale de la dynamique au véhicule, la composante selon l'axe longitudinal nous permet d'obtenir Io l'équation suivante, selon laquelle la somme des forces selon cet axe, c'est-dire la somme du poids du véhicule, des forces exercées par la route sur chaque roue dans cette direction longitudinale et de la force aérodynamique, est égale à la à la masse du véhicule multipliée par l'accélération longitudinale du véhicule aX : 15 Max = Mg sin +E F. cosûFYi sin +Faero (1) De la même façon, la composante de cette relation selon l'axe transversal, nous permet d'obtenir l'équation suivante, selon laquelle la somme des forces selon cet axe, c'est-dire la somme du poids du véhicule et des forces exercées par la route sur chaque roue dans cette direction transversale 20 est égale à la à la masse du véhicule multipliée par l'accélération transversale du véhicule ay : Ma,, = ùMgcos8 sinyd +EFF sin 8;j +Ecos. (2) ij En définissant les variables suivantes : K, = 1 FX cos 8ij E F, sin 8y + Faero et g 'j ij 1( 25 K2 =ù Fx sin8u +EF,. cos 8,j g\ ij Dans la somme des forces selon l'axe longitudinal, on tient compte en outre de la force Faero, correspondant à la résistance aérodynamique du véhicule (dont on suppose qu'elle ne dépend que de la vitesse longitudinale Vx du véhicule) et en supposant que l'accélération au centre de gravité dans la direction verticale est négligeable, avec : aVX(siV.. >Va?) (où a, (3 et Vth sont des paramètres 5 io 15 20 25 On déduit alors des équations précédentes (1) et (2), les relations suivantes : signe de son argument il est possible grâce aux pente et de devers, en observant le signe des seconds membres de ces relations (3). Ceci requiert toutefois d'avoir à disposition des estimations des accélérations longitudinale ax et transversale ay. Notons de plus que la masse du véhicule M, qui intervient dans les relations (3), et qui est susceptible de varier dans des proportions non négligeables en fonction de l'état de charge du véhicule, peut être estimée par tout moyen connu, par exemple grâce un calcul basé sur la mesure d'efforts verticaux à chaque roue, à partir de capteurs d'efforts verticaux. Nous allons à présent détailler, selon deux modes de réalisation, une manière d'obtenir de telles estimations des accélérations longitudinale et verticale, notées respectivement âx et âY, à partir desquelles il est alors possible de déterminer le signe des angles de pente et de devers selon l'invention. Selon un premier mode de réalisation, on suppose disposer, en tant que données d'entrée représentatives d'informations de vitesse relatives au véhicule, qui sont fournies par les troisièmes moyens de mesure 30 aux moyens de calcul 40, des informations correspondant à la vitesse longitudinale Vx du véhicule et à la vitesse de lacet 4) du véhicule. Les accélérations longitudinale et transversale du véhicule peuvent alors être estimées par les relations suivantes : (4) ay ~Vx•y/ sin O = ax - ' K' g M cos Op sin yd = g + K Du fait que la fonction (contrairement à la fonction cosinus qui est paire), relations (3) de déduire le signe des angles de (3) sinus conserve le Ainsi, pour estimer l'accélération longitudinale du véhicule, on dérive par rapport au temps la vitesse longitudinale Vx fournie par les troisièmes moyens de mesure 30 et, pour obtenir l'accélération transversale du véhicule, on effectue la multiplication de la vitesse longitudinale Vx et de la vitesse de lacet 4) du véhicule fournies par les troisièmes moyens de mesure 30. A partir de ces relations (3) et (4), l'algorithme d'estimation mis en oeuvre par les moyens de calcul 40 est adapté à fournir en sortie des variables Sign(Op) et Sign(yd), représentatives respectivement du signe de l'angle de pente et de devers. Io Ainsi, le signe de la pente est donné par le signe de la différence ax ù M , g dans laquelle intervient un premier paramètre aX , essentiellement fonction de g l'accélération longitudinale estimée du véhicule et un deuxième paramètre essentiellement fonction de la masse du véhicule et de la variable KI, définie plus haut, dont la valeur tient compte des mesures des efforts exercés par la 15 route sur chaque roue du véhicule selon leurs axes longitudinal et transversal, rapportés au repère R du véhicule via l'angle de braquage b;i et de la force aérodynamique qui s'exerce sur le véhicule. On pourrait cependant envisager en variante de négliger l'influence de la force aérodynamique, de sorte que KI s'écrit alors : ( 1 20 Kl ù FX cosôy ùF,, sin8u goï Afin d'éviter des variations trop rapides de l'estimation du signe de la pente, un seuillage est réalisé de la façon suivante: • si aX M > seuil_haut_x, où seuil_haut _x est une valeur de seuil g positive, alors le signe de l'angle de pente Op est positif (Sign(6p)=1 ) • si aX < seuil_ bas _x, où seuil_bas_x est une valeur de seuil g M négative: alors le signe de l'angle de pente 6p est négatif (Sign(Op)=-1) • sinon, on considère la pente comme nulle (Sign(Op)=0). Les valeurs de seuil seuil_haut_x et seuil_bas_x permettent de plus de compenser les incertitudes liées à l'estimation de l'accélération longitudinale du véhicule. De la même manière, le signe de l'angle de devers Yd est donné par le signe de la différence aY M dans laquelle intervient un premier paramètre g M , essentiellement fonction de la masse du véhicule et de la variable K2, io définie plus haut, dont la valeur tient compte des mesures des efforts exercés par la route sur chaque roue du véhicule selon leurs axes longitudinal et transversal, rapportés au repère R du véhicule via l'angle de braquage b;i et un deuxième paramètre aY, essentiellement fonction de l'accélération g transversale estimée du véhicule. 15 Egalement, afin d'éviter des variations trop rapides de l'estimation du signe du devers, un seuillage est réalisé de la façon suivante: si ù aY M • + > seuil_haut_Y, où seuil haut y est une valeur de seuil g positive, alors le signe de l'angle du devers Yd est positif (Sign(yd)=1 ) • si aX M < seuil bas y, où seuil_basùY est une valeur de seuil g ù 20 négative, alors le signe de l'angle du devers yd est négatif (Sign(yd)=-1) • sinon, on considère le devers comme nul (Sign(yd)=O). Les relations (4) utilisées pour estimer les accélérations longitudinales et verticales du véhicule supposent que le véhicule est dans un état d'équilibre quasi-statique. Pour s'assurer que cette estimation est valable, on impose une 25 condition supplémentaire sur les variations d'angle de braquage aux roues avant (ou, de manière équivalente, sur les variations d'angle au volant). Ainsi, les accélérations longitudinale et transversale du véhicule ne seront estimées conformément aux relations (4), qu'à condition que: seuil_quasi_statique où seuil_quasi_statique est un paramètre de réglage, où dem est le rapport de démultiplication de la direction, et où av est l'angle au volant. Les signes estimés des angles de pente et de devers sont maintenus à leur valeurs précédentes si la condition ci-dessus n'est pas respectée. Ceci n'est que peu restrictif, dans la mesure où les signes de la pente et du devers io de la route ne varient que très lentement par rapport à la durée de ces actions rapides du conducteur. Selon un deuxième mode de réalisation pour l'obtention des estimations des accélérations longitudinale et verticale du verticale nécessaires aux fins de la détermination du signes des angles de pente et de devers, on suppose 15 disposer, en tant que données d'entrée représentatives d'informations de vitesse relatives au véhicule, qui sont fournies par les troisièmes moyens de mesure 30 aux moyens de calcul 40, des informations correspondant à la vitesse de rotation de chacune des roues du véhicule w;i. Dans un premier temps, des estimations de la vitesse longitudinale et de 20 la vitesse de lacet du véhicule, notées respectivement ex et W , sont obtenues de la façon suivante, de préférence à partir des vitesse de rotation des roues gauche et droite non motrices d'un même train de roues, correspondant dans cet exemple au train de roues arrière : X22 ù X2 1 Rroue Earr 25 Où Rf0Ue est le rayon moyen des roues arrière du véhicule et où Earr est la voie arrière du véhicule. 1 db11 dt dav dt dem f21 + CO22 2 (5) Une fois déterminée les estimations de la vitesse longitudinale et de la vitesse de lacet du véhicule, les accélérations longitudinale et transversale au centre de gravité du véhicule sont estimées de la façon suivante : {,à x N d (Vx ) = Rmue d (co ) + (022 ) dt 2 dt 2 (6) R 2 aY Vx .v = roue (a4 ùX21) 2 Earr On a vu que ces estimations selon le deuxième mode de réalisation s'appuient sur les vitesses de rotation des roues arrière, ce qui est effectivement adapté au cas d'un véhicule à traction (roues avant motrices). Pour des véhicules à propulsion (roues arrière motrices), on choisira alors de préférence les vitesses de rotation des roues avant pour estimer la vitesse de lo référence et la vitesse de lacet du véhicule. On remplace alors w21 par w11 et w22 par w12 dans les formules (5) et (6) ci-dessus. A ce stade, à partir des relations (3) et (5), l'algorithme d'estimation mis en oeuvre par les moyens de calcul 40 reproduit les mêmes opérations que celles déjà décrites en référence au premier mode de réalisation pour estimer 15 le signe de la pente et du devers, respectivement Sign(Op) et Sign(yd), y compris les opérations de seuillage et de vérification de la condition supplémentaire sur les variations d'angle de braquage aux roues avant. Notons que dans les phases de freinage, ces estimations perdront en fiabilité du fait du glissement des roues arrière. Le procédé peut alors prévoir, 20 lorsque cette situation particulière est détectée, de maintenir pendant la durée de la phase de freinage, les signes des angles de pente et de devers à leurs valeurs telles qu'elles ont été estimées précédemment à la phase de freinage. Pour ce faire, les phases de freinage pourront par exemple être détectées en observant le signe des efforts longitudinaux aux roues arrière FX21 et FX22 25 • si FX21(k+1) < 0 OU Fx22(k+1) < 0 : alors Sign(yd)(k+1) = Sign(yd)(k) et Sign(yd)(k+1) = Sign(yd)(k), où k représente l'instant d'échantillonnage k.Te (avec Te la période d'échantillonnage des signaux de mesure). Applying the fundamental relationship of the dynamics to the vehicle, in the reference R integral with it, the following relations are obtained: Mg sin 9p + FX cos 8; u ùEF ,, sin8u + FQero ij ùMgcosOp sin yd + FX sin8y + EFY cos8u ij ùMg cos Op sin rd + EFZ iJ Faero MR Faero (VX) RVX (SZVh> Vx> 0) setting). Thus, in application of this fundamental relation of the dynamics to the vehicle, the component along the longitudinal axis allows us to obtain the following equation, according to which the sum of the forces along this axis, that is to say the the sum of the weight of the vehicle, the forces exerted by the road on each wheel in this longitudinal direction and the aerodynamic force, is equal to the mass of the vehicle multiplied by the longitudinal acceleration of the vehicle aX: 15 Max = Mg sin + E F. cosuFYi sin + Faero (1) In the same way, the component of this relation along the transverse axis, allows us to obtain the following equation, according to which the sum of the forces along this axis, that is, the sum of the weight of the vehicle and the forces exerted by the road on each wheel in this transverse direction 20 is equal to the mass of the vehicle multiplied by the transverse acceleration of the vehicle ay: Ma ,, = ùMgcos8 sinyd + EFF sin 8; j + Ecos. (2) ij By defining the following variables: K, = 1 FX cos 8ij EF, sin 8y + Faero and g 'j ij 1 (25 K2 = ù Fx sin8u + EF, cos 8, jg \ ij In the sum of longitudinal forces, the Faero force corresponding to the aerodynamic resistance of the vehicle (which is assumed to be dependent only on the longitudinal velocity Vx of the vehicle) and assuming that The center of gravity in the vertical direction is negligible, with: aVX (siV ..> Va?) (where a, (3 and Vth are parameters 5) Then we deduce from the preceding equations (1) and (2) , the following relations: sign of its argument it is possible thanks to the slope and devers, observing the sign of the second members of these relations (3) .This, however, requires to have at the disposal of the estimations of the accelerations longitudinal ax and transverse ay Note also that the mass of the vehicle M, which intervenes in the relations (3), and which is susceptible to vary in significant proportions depending on the state of charge of the vehicle, can be estimated by any known means, for example by a calculation based on the measurement of vertical forces at each wheel, from sensors of vertical forces. We will now detail, according to two embodiments, a way of obtaining such estimates of the longitudinal and vertical accelerations, respectively denoted λx and γy, from which it is then possible to determine the sign of the angles of inclination and slope. according to the invention. According to a first embodiment, it is assumed to have, as input data representative of speed information relating to the vehicle, which are provided by the third measurement means 30 to the calculation means 40, information corresponding to the speed longitudinal Vx of the vehicle and at the yaw rate 4) of the vehicle. The longitudinal and transverse accelerations of the vehicle can then be estimated by the following relations: (4) ay ~ Vx • y / sin O = ax - 'K' g M cos Op sin yd = g + K Because the function (unlike to the cosine function which is even), relations (3) to deduce the sign of the angles of (3) sinus retains the Thus, to estimate the longitudinal acceleration of the vehicle, one derives with respect to the time the longitudinal velocity Vx provided by the third measurement means 30 and, to obtain the transverse acceleration of the vehicle, the longitudinal speed Vx and the yaw rate 4) of the vehicle provided by the third measuring means 30 are multiplied. From these relationships ( 3) and (4), the estimation algorithm implemented by the calculation means 40 is adapted to output Sign (Op) and Sign (yd) variables representative respectively of the sign of the slope angle. and devers. Thus, the sign of the slope is given by the sign of the difference ax ù M, g in which a first parameter aX intervenes, essentially a function of g the estimated longitudinal acceleration of the vehicle and a second parameter essentially dependent on the mass of the vehicle. vehicle and the variable KI, defined above, the value of which takes into account the measurements of the forces exerted by the road on each wheel of the vehicle along their longitudinal and transverse axes, referred to the reference R of the vehicle via the steering angle b and the aerodynamic force exerted on the vehicle. However, one could consider alternatively neglecting the influence of the aerodynamic force, so that KI is written as follows: (1) Kl ù FX cosôy ùF ,, sin8u goï In order to avoid too rapid variations in the estimation of the sign of the slope, a thresholding is done in the following way: • if aX M> threshold_high_x, where high_threshold _x is a threshold value g positive, then the sign of the angle of slope Op is positive (Sign (6p) = 1) • if aX <low_threshold _x, where lower_threshold_x is a threshold value g M negative: then the sign of the slope angle 6p is negative (Sign (Op) = - 1) • otherwise, we consider the slope as null (Sign (Op) = 0) .The threshold values threshold_high_x and threshold_high_x moreover make it possible to compensate for the uncertainties related to the estimation of the longitudinal acceleration of the vehicle In the same way, the sign of the angle Yd is given by the sign of the difference aY M in which a first parameter g M intervenes, essentially the weight of the vehicle and the variable K2, defined above, the value of which takes into account the measurements of the forces exerted by the road on each wheel of the vehicle along their longitudinal and transverse axes, referred to the reference mark R of the vehicle via the steering angle b; i and a second parameter aY, essentially a function of the estimated transverse acceleration of the vehicle. Also, in order to avoid too rapid variations in the estimation of the sign of the devers, a thresholding is performed as follows: if ù aY M • +> threshold_haut_Y, where high threshold y is a positive threshold value g, then the sign of the angle of deviation Yd is positive (Sign (yd) = 1) • if aX M <low threshold y, where baseline_Y is a negative threshold value g, then the sign of the angle of the backs yd is negative (Sign (yd) = - 1) • otherwise, we consider the devers as null (Sign (yd) = O). The relations (4) used to estimate the longitudinal and vertical acceleration of the vehicle assume that the vehicle is in a state of quasi-static equilibrium. To ensure that this estimate is valid, an additional condition is imposed on steering angle variations to the front wheels (or, equivalently, steering angle variations). Thus, the longitudinal and transverse accelerations of the vehicle will be estimated according to the relations (4), provided that: threshold_quasi_static where threshold_quasi_statique is a setting parameter, where dem is the gear ratio of the direction, and where av is the steering wheel angle. The estimated signs of slope angles and deviations are maintained at their previous values if the condition above is not respected. This is only slightly restrictive, since the signs of the slope and the slope of the road vary only very slowly with respect to the duration of these rapid driver actions. According to a second embodiment for obtaining estimates of the longitudinal and vertical accelerations of the vertical necessary for the purpose of determining the signs of the angles of slope and deviations, it is assumed to have, as representative input data of velocity information relating to the vehicle, which is provided by the third measuring means 30 to the calculating means 40, information corresponding to the speed of rotation of each of the wheels of the vehicle w; i. Initially, estimates of the longitudinal velocity and the yaw rate of the vehicle, denoted respectively ex and W, are obtained in the following manner, preferably from the rotational speeds of the left and right non-driving wheels. the same set of wheels, corresponding in this example to the rear wheel train: X22 to X2 1 Rroue Earr 25 Where Rf0Ue is the average radius of the rear wheels of the vehicle and where the rear is the rear track of the vehicle. 1 db11 dt dav dt dem f21 + CO22 2 (5) Once the estimates of longitudinal speed and yaw rate of the vehicle have been determined, the longitudinal and transverse accelerations at the center of gravity of the vehicle shall be estimated as follows: , at x N d (Vx) = Rmue d (co) + (022) dt 2 dt 2 (6) R 2 aY Vx .v = wheel (a4 ùX21) 2 Earr We have seen that these estimates according to the second mode of realization are based on the rotational speeds of the rear wheels, which is effectively adapted to the case of a traction vehicle (front wheel drive). For powered vehicles (rear-wheel drive), the rotational speeds of the front wheels should preferably be chosen to estimate the reference speed and the yaw rate of the vehicle. We then replace w21 by w11 and w22 by w12 in formulas (5) and (6) above. At this stage, from the relations (3) and (5), the estimation algorithm implemented by the calculation means 40 reproduces the same operations as those already described with reference to the first embodiment to estimate the sign of the slope and the tail, respectively Sign (Op) and Sign (yd), including the thresholding and verification of the additional condition on steering angle variations to the front wheels. Note that in the braking phases, these estimates will lose in reliability due to the sliding of the rear wheels. The method can then provide, when this particular situation is detected, to maintain during the duration of the braking phase, the signs of the angles of slope and of the deviations to their values as they were estimated previously to the braking phase. . To do this, the braking phases can for example be detected by observing the sign of the longitudinal forces to the rear wheels FX21 and FX22 25 • if FX21 (k + 1) <0 OR Fx22 (k + 1) <0: then Sign ( yd) (k + 1) = Sign (yd) (k) and Sign (yd) (k + 1) = Sign (yd) (k), where k represents the sampling instant k.Te (with Te la sampling period of the measurement signals).

Le choix d'observer les roues arrière pour ce qui concerne le signe des efforts longitudinaux aux roues, est adapté aux véhicules de type traction. Pour un véhicule de type propulsion, la détection des phases de freinage se fera avantageusement par observation du signe des efforts longitudinaux aux roues du train avant. Autrement dit, la détection des phases de freinage du véhicule consiste à observer le signe de l'effort exercé par la route sur les roues non motrices d'un même train de roue, selon leur axe longitudinal. Le procédé de détection de pente et/ou de devers tel qu'il vient d'être décrit ne s'appuie avantageusement sur aucun modèle de véhicule, ce qui le lo rend robuste aux variations paramétriques du véhicule liées à des phénomènes de dispersion ou d'usure. En outre, le procédé selon l'invention permet de détecter des situations de pente et de devers par estimation de leur signe, en s'appuyant sur des capteurs équipant la quasi-totalité des véhicules actuels, tels que des capteurs 15 d'angle de braquage, des capteurs de vitesse de rotation des roues et sur des capteurs d'efforts au contact pneu-sol, sans qu'il soit nécessaire d'avoir à disposition des accéléromètres longitudinal et transversal. The choice to observe the rear wheels with regard to the sign of the longitudinal forces to the wheels, is suitable for traction type vehicles. For a propulsion type vehicle, the detection of the braking phases will be advantageously by observing the sign of the longitudinal forces to the wheels of the front axle. In other words, the detection of the braking phases of the vehicle consists in observing the sign of the force exerted by the road on the non-driving wheels of the same wheel set, along their longitudinal axis. The method for detecting slope and / or devers as just described does not rely advantageously on any vehicle model, which makes it robust to parametric variations of the vehicle related to phenomena of dispersion or dispersion. 'wear. In addition, the method according to the invention makes it possible to detect situations of slope and deviation by estimation of their sign, by relying on sensors equipping almost all current vehicles, such as angle sensors. steering, wheel rotation speed sensors and tire-ground contact force sensors, without the need for longitudinal and transverse accelerometers.

Claims

REVENDICATIONS1. A method of detecting the slope and / or the skew of a road (60) from a vehicle (50) traveling on said road, characterized in that it consists in detecting the slope, respectively the devers, on the base of an estimate of the sign of the slope angle (Sign (Op)), respectively of the deviation angle (Sign (yd)), obtained by exploiting as input data, at least first measures (Fx1, Fy,) representative of the forces exerted by the road on each wheel of the vehicle, respectively according to at least their longitudinal and transverse axes, second measurements (6) representative of the steering angle of the vehicle wheels and the third measurements (Vx, 4), w; i) representative of velocity information relating to the vehicle, said estimate being obtained at the sampling frequency at which said first, second and third measurements are provided.

2. The detection method according to claim 1, characterized in that said third measurements comprise measurements of the longitudinal velocity (Vx) of the vehicle and the yaw rate (4Y) of the vehicle.

3. The detection method as claimed in claim 1, characterized in that said third measurements comprise measurements of the speed of rotation (w; 1) of each of two non-driving left and right wheels of the same wheel set.

4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said third representative measures of speed information relating to the vehicle are used to estimate the values of the longitudinal and transverse accelerations of the vehicle, said estimated values of acceleration longitudinal and transverse of the vehicle being used respectively in the estimation of the sign of the angle of slope (Sign (Op)) and in the estimation of the sign of the angle of deviation (Sign (yd)). . Method according to claim 4, characterized in that the slope angle sign (Sign (Op)) is estimated as the difference between a first parameter whose value is a function of said estimated value of the longitudinal acceleration and a second parameter whose value is a function of said first and second measurements of the mass of the vehicle and the aerodynamic force exerted on the vehicle, the sign of the angle of inclination being given by the sign of said difference. 6. Method according to claim 5, characterized in that the estimate of the sign of the slope angle results from a thresholding, so that: if the value of said difference is greater than a first positive threshold value, the sign of the slope angle is estimated as positive; if the value of said difference is less than a second negative threshold value, the sign of the slope angle is estimated as negative; otherwise, the slope is estimated as zero. 10. Method according to claim 4, characterized in that the estimate of the sign of the angle of devers (Sign (yd)) consists in making the difference between a first parameter whose value is a function of said first and second measurements and of the mass of the vehicle and a second parameter whose value is a function of said estimated value of the transverse acceleration, the sign of the angle of inclination being given by the sign of said difference. 11. Method according to claim 7, characterized in that the estimate of the sign of the deviation angle results from a thresholding, so that: if the value of said difference is greater than a first positive threshold value, the sign of the deviation angle is estimated as positive; if the value of said difference is less than a second negative threshold value, the sign of the deviation angle is estimated as negative; - otherwise, the devers is estimated as null. Method according to one of Claims 4 to 8, characterized in that the longitudinal and transverse acceleration values are estimated from said third measurements if and only if a precondition is satisfied, according to which the steering angle variation the front wheels of the vehicle is less than a predefined threshold value. 10. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a detection of the braking phases of the vehicle by observing the sign of the force exerted by the road on the non-driving wheels of the same train of wheel, along their longitudinal axis, so that when a braking phase is detected, the estimate of the sign of the angles of slope and / or devers is maintained throughout the duration of the braking phase to the estimate obtained previously in the braking phase. 11. Device for detecting the slope and / or the skew of a road from a vehicle traveling on said road, characterized in that it comprises first measuring means (10) of the force exerted by the road on each wheel of the vehicle according to at least their longitudinal and transverse axes, second means (20) for measuring the steering angle of the vehicle wheels, third means (30) for measuring speed information relative to the vehicle and computing means (40) adapted to estimate the sign of the angle of slope (Sign (Op)), respectively of the angle of devers (Sign (yd)), at least according to the data provided by the first, second and third measuring means at the sampling frequency at which data are provided. 12. Motor vehicle (50) comprising a detection device according to claim 11.