FR2932878A1

FR2932878A1 - Terrain inclination estimating device for four-wheel drive motor vehicle, has calculator providing inclination of terrain from instantaneous acceleration signals provided by accelerometers

Info

Publication number: FR2932878A1
Application number: FR0854116A
Authority: FR
Inventors: Francois Bailleux
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2009-12-25

Abstract

The device has accelerometers (A1, A2) angularly displaced with respect to each other around 90 degrees along respective perpendicular axes (X2, Y2) in a plane of symmetry (Ps) of a motor vehicle. The accelerometers form an accelerometer mark (R2) displaced through a determined angle (theta) with respect to a main mark (R1) of the vehicle. The accelerometers respectively provide instantaneous acceleration signals (M1, M2) of the vehicle with respect to the accelerometer mark. A calculator (20) provides inclination (alpha) of terrain from the signals provided by the accelerometers. An independent claim is also included for a method for estimating inclination of terrain on which a vehicle is displaced.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE DE L'ESTIMATION DE LA PENTE DU TERRAIN POUR LE ROULAGE D'UN VÉHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un dispositif et un procédé d'estimation de la pente du terrain sur lequel circule un véhicule automobile. The present invention relates to a device and a method for estimating the slope of the ground on which a motor vehicle circulates.

La commande du groupe motopropulseur d'un véhicule prend en compte 1 o un certain nombre de paramètres qui ont pour effet une opposition ou une résistance au déplacement du véhicule. Parmi ces paramètres on peut citer les résistances de type aérodynamique définies par des coefficients de pénétration dans l'air, les frottements des roues du véhicule sur la route, les couples résistifs des différées organes du véhicule liés à la transmission du couple moteur aux 15 roues motrices. Ces paramètres sont souvent variables en fonction des conditions de roulage du véhicule, tels que l'accélération, la vitesse du véhicule mais aussi du type et des caracteristiques physiques du terrain sur lequel circule le véhicule automobile. Une des caractéristiques importantes dont on doit tenir compte est la 20 pente du terrain. Par exemple, lorsque le véhicule roule, l'estimation de la pente du terrain permet la détermination, par un dispositif de calcul embarqué, du rapport de boîte de vitesses optimal permettant de fournir le couple optimal aux roues motrices du véhicule. Dans un autre cas, lorsque le véhicule est équipé d'un frein de 25 stationnement électrique, la connaissance de la pente du terrain sur lequel sera immobilisé le véhicule permettra au dispositif électronique de commande du frein de déterminer et d'appliquer le couple nécessaire de freinage à fournir aux freins de stationnement du véhicule. The control of the powertrain of a vehicle takes into account 1 o a number of parameters which have the effect of opposition or resistance to the movement of the vehicle. These parameters include aerodynamic type resistances defined by coefficients of penetration into the air, the friction of the wheels of the vehicle on the road, the resistive torques of the delayed parts of the vehicle related to the transmission of the engine torque to the wheels drive. These parameters are often variable depending on the driving conditions of the vehicle, such as the acceleration, the speed of the vehicle but also the type and physical characteristics of the terrain on which the motor vehicle runs. One of the important features to consider is the slope of the terrain. For example, when the vehicle is moving, the estimate of the slope of the terrain allows the determination, by an on-board calculation device, of the optimal gear ratio for providing the optimum torque to the driving wheels of the vehicle. In another case, when the vehicle is equipped with an electric parking brake, knowledge of the slope of the ground on which the vehicle will be immobilized will allow the electronic brake control device to determine and apply the necessary torque of braking to be provided to the parking brakes of the vehicle.

30 Dans l'état de l'art, la valeur de la pente du terrain où évolue un véhicule automobile est obtenue à l'aide d'un accéléromètre longitudinal implanté sur le plancher du véhicule. L'accéléromètre longitudinal voit la somme des informations liées à pente (la gravité multipliée par le sinus de la pente) et à l'accélération du véhicule. Dans le cas d'un véhicule utilisant un dispositif antipatinnage (ASR) la 35 vitesse et l'accélération de référence du véhicule sont obtenue par les capteurs de vitesse des roues non motrices. Un calculateur embarqué dans le véhicule permet5 à partir de ces informations d'accélération et des vitesses des roues non motrices de fournir une estimation de la pente du terrain. Néanmoins, une telle méthode d'estimation de la pente à partir des signaux fournis par un accéléromètre et des capteurs de vitesse des roues n'est pas fiable dans le cas d'un véhicule à quatre roues motrices (4x4). En effet, toutes les roues de ce type de véhicule étant motrices et donc entraînées par le couple moteur du véhicule, peuvent patiner ensemble et par conséquent, la vitesse fournie par les capteurs de vitesses des roues ne permet plus de déterminer la vitesse réelle du véhicule, surtout dans le cas ou le véhicule est équipé d'un pont 1 o autobloquant, ou d'un différentiel piloté ou de certains systèmes d'antipatinage. L'erreur d'estimation de la vitesse réelle du véhicule due au patinage des roues conduit à une fausse estimation de la pente par le calculateur du véhicule et en conséquence donnera des commandes inadéquates à la boîte de vitesses ou au système de freinage. Le véhicule peut alors devenir instable, pouvant mettre en 15 danger les occupants du véhicule ou les piétons circulant autour du véhicule. En outre, l'accéléromètre longitudinal équipant le véhicule ne peut donner, à lui tout seul, une l'information de vitesse réelle du véhicule puisqu'il peut être pollué par la pente du terrain sur lequel il roule. In the state of the art, the value of the slope of the terrain in which a motor vehicle operates is obtained by means of a longitudinal accelerometer implanted on the floor of the vehicle. The longitudinal accelerometer sees the sum of information related to slope (gravity multiplied by the sine of the slope) and the acceleration of the vehicle. In the case of a vehicle using an anti-skid device (ASR), the speed and the reference acceleration of the vehicle are obtained by the speed sensors of the non-driving wheels. An onboard computer in the vehicle makes it possible from this acceleration information and non-driving wheel speeds to provide an estimate of the slope of the terrain. Nevertheless, such a method of estimating the slope from the signals provided by an accelerometer and wheel speed sensors is not reliable in the case of a four-wheel drive vehicle (4x4). Indeed, all the wheels of this type of vehicle being driven and thus driven by the engine torque of the vehicle, can skate together and therefore, the speed provided by the wheel speed sensors no longer allows to determine the actual speed of the vehicle , especially in the case where the vehicle is equipped with a 1 o self-locking bridge, or a controlled differential or some traction control systems. The error in estimating the real speed of the vehicle due to wheel slip leads to a false estimate of the slope by the vehicle computer and consequently gives inadequate commands to the gearbox or braking system. The vehicle can then become unstable, potentially endangering the occupants of the vehicle or pedestrians moving around the vehicle. In addition, the longitudinal accelerometer equipping the vehicle can not, by itself, a real speed information of the vehicle since it can be polluted by the slope of the terrain on which it rolls.

20 Afin de pallier à cet inconvénient, sur les véhicules à quatre roues motrices, l'invention propose un dispositif d'estimation de la pente du terrain sur lequel se déplace un véhicule soumis à la force de gravité et à une accélération déterminée, le véhicule ayant un axe longitudinal , et un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal dans un plan de symétrie du véhicule formant un repère principal du 25 véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte : - une paire d'accéléromètres décalés angulairement l'un par rapport à l'autre de 90° selon des axes respectifs perpendiculaires dans le plan de symétrie du véhicule, formant un repère d'accéléromètres, le repère d'accéléromètres étant décalé d'un angle déterminé par rapport au repère principal du véhicule, chacun 30 des accéléromètres fournissant respectivement un premier signal et un second signal d'accélération instantanée du véhicule par rapport au repère d'accéléromètres ; et - des moyens de calcul pour fournir à partir des signaux fournis par la paire d'accéléromètres, la pente a du terrain sur lequel se déplace le véhicule. 35 Avantageusement, l'angle de décalage entre le repère principal du véhicule et le repère d'accéléromètres étant égale à 45°, l'estimation de la pente résultant de la somme des signaux, est donnée par l'équation suivante : a = Ar cos(ù M' + Mz -ag In order to overcome this drawback, on four-wheel-drive vehicles, the invention proposes a device for estimating the slope of the terrain on which a vehicle moves under the force of gravity and at a determined acceleration, the vehicle having a longitudinal axis, and an axis perpendicular to the longitudinal axis in a plane of symmetry of the vehicle forming a main reference of the vehicle, characterized in that it comprises: - a pair of accelerometers angularly offset relative to one another the other 90 ° along respective perpendicular axes in the plane of symmetry of the vehicle, forming an accelerometer mark, the accelerometer mark being shifted by a predetermined angle relative to the main reference of the vehicle, each of the 30 accelerometers respectively providing a first signal and a second instant acceleration signal of the vehicle with respect to the accelerometer mark; and computing means for providing from the signals supplied by the pair of accelerometers, the slope a of the terrain on which the vehicle is moving. Advantageously, the angle of offset between the main reference mark of the vehicle and the accelerometer mark being equal to 45 °, the estimate of the slope resulting from the sum of the signals is given by the following equation: a = Ar cos (ù M '+ Mz -ag

Dans une réalisation du dispositif, les moyens de calcul comportent un filtre de Kalman ayant : - une première entrée recevant une information d'erreur ev issue de la 1 o comparaison, avec une certaine constante de temps, entre les vitesses de roues respectives, fournies par des capteurs de vitesse de roues, et une estimation des dites vitesses des roues par le filtre de Kalman ; - une deuxième entrée recevant une information du couple moteur Cmot du véhicule ; 15 - une troisième entrée recevant les pressions, des freins des roues et la pression du maître cylindre ; - une quatrième entrée recevant une information d'erreur em issue de la comparaison avec une certaine constante de temps entre les mesures d'accélération fournies par la paire d'accéléromètres et une estimation des dites 20 accélérations par le filtre de Kalman ; et - une sortie fournissant une estimation améliorée de la pente du terrain sur lequel se déplace le véhicule. In one embodiment of the device, the calculation means comprise a Kalman filter having: a first input receiving an error information ev resulting from the comparison, with a certain time constant, between the respective wheel speeds, provided by wheel speed sensors, and an estimate of said wheel speeds by the Kalman filter; a second input receiving information on the engine torque Cmot of the vehicle; A third inlet receiving the pressures, the brakes of the wheels and the pressure of the master cylinder; a fourth input receiving an error information em resulting from the comparison with a certain time constant between the acceleration measurements provided by the pair of accelerometers and an estimation of said accelerations by the Kalman filter; and an output providing an improved estimate of the slope of the terrain on which the vehicle is traveling.

Dans une autre réalisation, les moyens de calcul comportent un 25 calculateur recevant par deux entrées les signaux respectifs de la paire d'accéléromètres et fournissant à une sortie une estimation de la pente du terrain sur lequel se déplace le véhicule, le calculateur étant configuré pour réaliser les calculs d'estimation de la pente. In another embodiment, the computing means comprise a computer receiving by two inputs the respective signals of the pair of accelerometers and providing an output with an estimate of the slope of the terrain on which the vehicle is moving, the computer being configured to perform the slope estimation calculations.

30 L'invention concerne aussi un procédé pour la mise en oeuvre du dispositif, selon l'invention. Ledit procédé est caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer l'addition des deux signaux fournis par les accéléromètres et de calculer la pente par l'équation suivante :5 a = Ar cos(ù M1 + MZ jg The invention also relates to a method for implementing the device according to the invention. Said method is characterized in that it consists in adding the two signals supplied by the accelerometers and calculating the slope by the following equation: a = Ar cos (ù M1 + MZ jg

L'invention concerne aussi un véhicule automobile comportant un 5 dispositif, selon l'invention, d'estimation de la pente du terrain sur lequel roule ledit véhicule. The invention also relates to a motor vehicle comprising a device according to the invention for estimating the slope of the ground on which said vehicle is rolling.

L'invention consiste essentiellement, à utiliser une paire d'accéléromètres orthogonaux de préférence dans un plan de symétrie du véhicule passant par 10 l'axe longitudinal du véhicule. Les informations fournies pas les deux accéléromètres décalés angulairement l'un par rapport à l'autre de 90° permettent sans ambigüité de déterminer la pente du véhicule et par conséquence celle du terrain sur lequel roule le véhicule. The invention essentially consists in using a pair of orthogonal accelerometers preferably in a plane of symmetry of the vehicle passing through the longitudinal axis of the vehicle. The information provided by the two accelerometers offset angularly relative to each other by 90 ° unambiguously make it possible to determine the slope of the vehicle and consequently that of the terrain on which the vehicle is rolling.

15 L'invention sera mieux comprise à l'aide d'exemples de réalisation de dispositifs d'estimation de la pente selon l'invention, en référence aux dessins indexés dans lesquels : - la figure 1 montre un véhicule automobile roulant sur un terrain présentant une pente ; 20 - la figure 2 représente un exemple de réalisation du dispositif d'estimation de la pente selon l'invention ; et - la figure 3 montre un schéma simplifié d'un calculateur du dispositif selon l'invention. The invention will be better understood using exemplary embodiments of slope estimation devices according to the invention, with reference to the indexed drawings in which: FIG. 1 shows a motor vehicle rolling on a terrain presenting a slope ; FIG. 2 represents an exemplary embodiment of the slope estimation device according to the invention; and FIG. 3 shows a simplified diagram of a calculator of the device according to the invention.

25 La figure 1 montre un véhicule automobile 10 roulant sur un terrain 12 présentant une pente par rapport à une horizontale H. Le véhicule de la figure 1 comporte un plan de symétrie Ps passant par l'axe longitudinal X1 du véhicule. Un axe Y1 perpendiculaire à l'axe X1 dans le plan de symétrie Ps du véhicule forme avec l'axe X1 un repère principal R1 du véhicule. 30 Selon une caractéristique principale de l'invention, le véhicule comporte un dispositif de mesure de la pente ayant une paire d'accéléromètres A1, A2 décalés angulairement l'un par rapport à l'autre de 90° selon des axes respectifs perpendiculaires X2 et Y2 dans le plan de symétrie Ps du véhicule. Les deux 4 accéléromètres orthogonaux forment un repère d'accéléromètres R2 d'axes X2 et Y2. La figure 2 représente un exemple de réalisation du dispositif d'estimation de la pente a selon l'invention . FIG. 1 shows a motor vehicle 10 traveling on a terrain 12 having a slope with respect to a horizontal H. The vehicle of FIG. 1 comprises a plane of symmetry Ps passing through the longitudinal axis X1 of the vehicle. An axis Y1 perpendicular to the axis X1 in the plane of symmetry Ps of the vehicle forms with the axis X1 a main reference R1 of the vehicle. According to a main characteristic of the invention, the vehicle comprises a device for measuring the slope having a pair of accelerometers A1, A2 angularly offset relative to each other by 90 ° along respective perpendicular axes X 2 and Y2 in the plane of symmetry Ps of the vehicle. The two orthogonal accelerometers form an accelerometer mark R2 with axes X2 and Y2. FIG. 2 represents an exemplary embodiment of the device for estimating the slope a according to the invention.

Dans cette réalisation, le repère d'accéléromètres R2 est décalé d'un angle de 6 de 45° par rapport au repère principal R1 du véhicule. Les accéléromètres Al, A2 fournissent respectivement un premier signal M1 et un second signal M2 d'accélération instantanée du véhicule par rapport au repère d'accéléromètres R2. In this embodiment, the accelerometer mark R2 is shifted by an angle of 6 of 45 ° with respect to the main mark R1 of the vehicle. The accelerometers A1, A2 respectively provide a first signal M1 and a second instantaneous acceleration signal M2 of the vehicle with respect to the accelerometer mark R2.

Par la suite sont exprimées les équations mathématiques dans un exemple de positionnement de la paire d'accéléromètres A1, A2 dans le véhicule. Dans le repère R1 (X1, Y1), celui de base du véhicule, le champ de pesanteur total PRi somme vectorielle de -g- F;% est exprimé par la matrice 15 suivante : 7ùg sin(a) ùg cos(a) étant la pente de la route, 20 g étant le vecteur gravité terrestre, étant le vecteur accélération du véhicule. Les accéléromètres Al, A2 sont implantés angulairement dans le véhicule, selon un angle 6 par rapport au repère R1 de base du véhicule. Ils 25 représentent un deuxième repère d'accéléromètres R2. Pour savoir ce que mesurent les accéléromètres Al et A2, il faut changer de repère PR. Le changement du repère R1 au repère R2 est exprimé par la matrice 30 suivante : r cos(9) sin(9) P -sin(9) cos(9) Subsequently, the mathematical equations are expressed in an example of positioning the pair of accelerometers A1, A2 in the vehicle. In the reference frame R1 (X1, Y1), that of the base of the vehicle, the total gravity field PRi vector sum of -g- F;% is expressed by the following matrix: ùg sin (a) ùg cos (a) being the slope of the road, 20 g being the earth gravity vector, being the vector acceleration of the vehicle. The accelerometers A1, A2 are angularly implanted in the vehicle, at an angle 6 relative to the basic reference frame R1 of the vehicle. They represent a second mark of accelerometers R2. To find out what the Al and A2 accelerometers measure, change the PR mark. The change of the reference R1 to the R2 mark is expressed by the following matrix: cos (9) sin (9) P -sin (9) cos (9)

La coordonnée sur X2 de 42 sera la première mesure M1 de l'accéléromètre A1. The X2 coordinate of 42 will be the first M1 measurement of the A1 accelerometer.

La coordonnée sur Y2 de 42 sera la seconde mesure M2 de l'accéléromètre A2. cos(9) sin(9) ù sin(9) cos(9)7ùg sm(a) ù g cos(a) ycos(9) ù g(sin(a) cos(e) + cos(a) sin(e)) ù ysin(9) + g(sin(a) sin(e) ù cos(a) cos(e)) PR = 2 10 Ou bien ycos(9) ù g sin(a + 9) ù ysin(9) ù g cos(a ù 9) (1) La première ligne de la matrice (1) représente la première mesure M1 soit : ycos(9)ùgsin(a +9) 15 La seconde ligne de la matrice (1) représente la seconde mesure M2 soit : ù y sin(9) ù g cos(a ù 9) 20 Par exemple, dans cette réalisation du dispositif d'estimation de pente, on 'z fixe 9 =ù . 4 La matrice de changement de repère sera alors la suivante : 2 yù 2 g(cos(a) + sin(a)) f 2 yù 2 g(cos(a) ù sin(a)) La première ligne de la matrice (2) représentant la première mesure M1 est dans ce cas : yù 2 g(cos(a) + sin(a)) PR2 25 (2) 30 La seconde ligne de la matrice (2) représente la seconde mesure M2 est dans ce cas : 2 y 2 g(cos(a) L'addition des deux mesures M1 et M2 sera : The Y2 coordinate of 42 will be the second M2 measurement of the A2 accelerometer. cos (9) sin (9) ù sin (9) cos (9) ù g (a) ù g cos (a) ycos (9) ù g (sin (a) cos (e) + cos (a) sin ( e)) ù ysin (9) + g (sin (a) sin (e) ù cos (a) cos (e)) PR = 2 10 Or ycos (9) ù g sin (a + 9) ù ysin ( 9) ù g cos (a ù 9) (1) The first line of the matrix (1) represents the first measurement M1, ie: ycos (9) ùgsin (a +9) The second row of the matrix (1) represents the second measurement M2 is: ù y sin (9) ù g cos (a ù 9) 20 For example, in this embodiment of the slope estimation device, z is fixed θ = ù. 4 The matrix of change of reference will then be the following one: 2 y 2 g (cos (a) + sin (a)) f 2 y 2 g (cos (a) ù sin (a)) The first line of the matrix ( 2) representing the first measurement M1 is in this case: y 2 g (cos (a) + sin (a)) PR 2 (2) The second line of the matrix (2) represents the second measurement M2 is in this case : 2 y 2 g (cos (a) The addition of the two measures M1 and M2 will be:

MI + M2 = ùJg cos(a) d'où la pente a a=Arcos(ùM' +M2) MI + M2 = ùJg cos (a) hence the slope a a = Arcos (ùM '+ M2)

Le véhicule comporte un calculateur UC 20 recevant par deux entrées 15 el, e2 les signaux respectifs M1 et M2 de la paire d'accéléromètres Al et A2 et une sortie Sc fournissant une estimation de la pente a du terrain ou circule le véhicule. A cet effet, le calculateur est configuré pour réaliser les calculs décrits précédemment et fournir une estimation de la pente. The vehicle comprises a CPU computer 20 receiving by two inputs 15 el, e2 the respective signals M1 and M2 of the pair of accelerometers A1 and A2 and an output Sc providing an estimate of the slope a of the terrain where the vehicle is traveling. For this purpose, the computer is configured to perform the calculations described above and provide an estimate of the slope.

20 L'estimation de la pente a de la surface sur laquelle se déplace le véhicule peut être considérée comme assez proche de la pente réelle de la surface du terrain sur lequel roule le véhicule. Néanmoins, cette estimation peut être polluée lorsque le véhicule est en phase d'accélération ou décélération, par exemple, par l'action du conducteur sur les commandes du véhicule d'accélération 25 ou de freinage. Du fait de la masse du véhicule ces stimulations du véhicule produisent un tangage ou un roulis qui faussent l'estimation de la pente. La figure 3 montre un schéma simplifié d'un calculateur 22 du dispositif selon l'invention, pour fournir une estimation améliorée de la pente a. Le calculateur 22 est configuré pour tenir compte de paramètres liés au 30 fonctionnement du véhicule notamment les vitesses des roues Vr; , i étant l'indice de la roues habituellement allant jusqu'à i = 4 (quatre roues motrices), le couple moteur Cmot, les n pressions des freins des roues PF1, PF2, .PF;, PFn, et la pression PFM du maître cylindre et, les mesures M1 et M2 de la paire d'accéléromètres. 10 Le calculateur de la figure 3 comporte un filtre de Kalman comportant : - une première entrée el recevant une information d'erreur ev issue de la comparaison Cpt , avec une certaine constante de temps, entre les respectives vitesses de roues Vr1, Vr2, Vr;,.Vrn, fournies par des capteurs de vitesse de roues, n étant le nombre des roues du véhicule, et une estimation Vr;e desdites vitesses des roues par le filtre de Kalman ; - une deuxième entrée e2 recevant une information du couple moteur Cmot du véhicule ; - une troisième entrée e3 recevant les n pressions PF1, PF2,..PF;,.. PFn, 10 des freins des roues et la pression PFM du maître cylindre ; - une quatrième entrée e4 recevant une information d'erreur em issue de la comparaison Cp2 avec une certaine constante de temps entre les mesures d'accélération M1, M2 fournies par la paire d'accéléromètres Al, A2 et une estimation M1 e, M2e des dites accélérations par le filtre de Kalman ; 15 - une sortie Sp fournissant une estimation améliorée de la pente a du terrain ou circule le véhicule. Le filtre de Kalman du calculateur effectue ces corrections en tenant compte de la masse du véhicule et de son assiette pour délivrer une estimation de la pente proche de la pente réelle dans des situations de vie dynamiques du 20 véhicule. The estimate of the slope a of the surface on which the vehicle moves may be considered as close enough to the actual slope of the surface of the terrain on which the vehicle is moving. Nevertheless, this estimate can be polluted when the vehicle is in the acceleration or deceleration phase, for example, by the action of the driver on the controls of the acceleration vehicle 25 or braking. Because of the mass of the vehicle these stimulations of the vehicle produce a pitch or a roll which distorts the estimate of the slope. Figure 3 shows a simplified diagram of a calculator 22 of the device according to the invention, to provide an improved estimate of the slope a. The computer 22 is configured to take into account parameters related to the operation of the vehicle, in particular the speeds of the wheels Vr; , i being the index of the wheels usually up to i = 4 (four-wheel drive), the engine torque Cmot, the n wheel brake pressures PF1, PF2, .PF, PFn, and the PFM pressure of master cylinder and, the M1 and M2 measurements of the pair of accelerometers. The calculator of FIG. 3 comprises a Kalman filter comprising: a first input el receiving an error information ev coming from the comparison Cpt, with a certain time constant, between the respective wheel speeds Vr1, Vr2, Vr Vrn, provided by wheel speed sensors, where n is the number of wheels of the vehicle, and an estimate Vr; e of said wheel speeds by the Kalman filter; a second input e2 receiving information on the engine torque Cmot of the vehicle; a third input e3 receiving the n pressures PF1, PF2, PF2, PF2, wheel brakes and the PFM pressure of the master cylinder; a fourth input e4 receiving error information em resulting from the comparison Cp2 with a certain time constant between the acceleration measurements M1, M2 provided by the pair of accelerometers A1, A2 and an estimate M1 e, M2e of the said accelerations by the Kalman filter; An output Sp providing an improved estimate of the slope a of the terrain where the vehicle is traveling. The calculator's Kalman filter makes these corrections taking into account the mass of the vehicle and its attitude to deliver an estimate of the slope close to the actual slope in dynamic vehicle life situations.

Le dispositif selon l'invention concerne la partie capteur des fonctions chaine de traction, ABS, ASR et ESP, et pour les fonctions de motricité en véhicule 4x4. 25 La partie électronique du bloc ESP équipant l'automobile sera aussi concernée étant donné que les acquisitions capteurs sont faites par ce calculateur, mais l'invention peut aussi être implantée dans un autre calculateur, par exemple, un calculateur de contrôle moteur. The device according to the invention relates to the sensor part of the traction chain functions, ABS, ASR and ESP, and for traction functions in a 4x4 vehicle. The electronic part of the ESP block equipping the automobile will also be concerned since the sensor acquisitions are made by this computer, but the invention can also be implemented in another computer, for example, a motor control computer.

30 Le dispositif d'estimation de la pente du terrain sur lequel se déplace le véhicule selon l'invention permet d'obtenir une estimation de la pente très proche de la pente réelle. Cette précision d'estimation de pente ne pourrait être obtenue avec les dispositifs des véhicules actuels, soit en réduisant les prestations de motricité du véhicule, par exemple : en évitant le patinage des roues arrières (la 35 mesure de vitesse se faisant par les roues non motrices), soit par l'ajout d'un capteur de mesure de distances, par exemple de type lidar infrarouge bien plus coûteux qu'un accéléromètre supplémentaire. The device for estimating the slope of the terrain on which the vehicle moves according to the invention makes it possible to obtain an estimate of the slope very close to the actual slope. This accuracy of slope estimation could not be obtained with the devices of the current vehicles, either by reducing the motor performance benefits of the vehicle, for example: by avoiding the slipping of the rear wheels (the measurement of speed being done by the non-driving wheels). motor), or by adding a distance measuring sensor, for example of infrared lidar type much more expensive than an additional accelerometer.

Claims

REVENDICATIONS1. Device for estimating the slope (a) of the ground (12) on which a vehicle (10) subjected to the force of gravity (g) and to a determined acceleration (ÿ) moves, the vehicle having a longitudinal axis (X1 ), and an axis (Y1) perpendicular to the longitudinal axis (X1) in a plane of symmetry (Ps) of the vehicle forming a main reference (R1) of the vehicle, characterized in that it comprises: - a pair of accelerometers (A1, A2) angularly offset relative to each other by 90 ° along respective perpendicular axes (X2 and Y2) in the plane (Ps) of symmetry of the vehicle, forming an accelerometer mark (R2) , the accelerometer mark (R2) being offset by a determined angle (8) with respect to the main mark (R1) of the vehicle, each of the accelerometers (A1, A2) respectively supplying a first signal (M1) and a second signal (M2) instantaneous acceleration of the vehicle with respect to the accelerometer mark (R2); and computing means (20, 22) for providing from the signals (M1, M2) supplied by the pair of accelerometers (A1, A2) the slope (a) of the terrain (12) on which the vehicle.

2. A slope estimation device according to claim 1, characterized in that, the determined offset angle (8) between the main reference (R1) of the vehicle and the accelerometer mark (R2) being equal to 45 °, the estimate of the slope (a) resulting from the sum of the signals (M1 and M2) is given by the following equation: a = Ar cos (- Ml + MZ) -ag

3. Apparatus for estimating the slope according to one of claims 1 or 2, characterized in that the calculation means comprise a Kalman filter having: a first input (el) receiving an error information (ev ) resulting from the comparison (Cp1), with a certain time constant, between the respective wheel speeds (Vr1, Vr2, Var;, Vrn), provided by wheel speed sensors,, and an estimate Vr; e said wheel speeds by the Kalman filter; a second input (e2) receiving information on the engine torque (Cmot) of the vehicle; a third inlet (e3) receiving the pressures (PF1, PF2, PF, PFn), wheel brakes and the pressure (PFM) of the master cylinder; a fourth input (e4) receiving error information em resulting from the comparison (Cp2) with a certain time constant between the acceleration measurements (M1, M2) provided by the pair of accelerometers (Al, A2) and, an estimate (Mie, M2e) of said accelerations by the Kalman filter; an output (Sp) providing an improved estimate of the slope (a) of the terrain on which a vehicle is traveling.

4. Apparatus for estimating the slope according to one of claims 1 to 3, characterized in that the calculating means comprise a computer (20) receiving respectively by two inputs (e1, e2) the signals (M1 and M2). of the pair of accelerometers (A1 and A2) and providing at an output (Sc) an estimate of the slope (a) of the terrain on which the vehicle is moving, the computer (20) being configured to perform the estimation calculations of the slope.

5. Method of estimation, by a device according to one of the preceding claims, characterized in that it consists in performing the addition of the two signals (M1 and M2) provided by the accelerometers and calculate the slope (a) by the following equation: a = Ar cos (ù M1 + Mz jg

6. A motor vehicle characterized in that it comprises a device according to one of claims 1 to 4 for estimating the slope of the terrain (12) on which said vehicle (10) rolls.