FR2933184A1 - Procede de determination de la derive d'un vehicule automobile et dispositif correspondant. - Google Patents

Procede de determination de la derive d'un vehicule automobile et dispositif correspondant. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne notamment un procédé de détermination de la dérive d'un véhicule automobile équipé d'un premier capteur de positionnement (12), le procédé comprenant les étapes consistant à : - déterminer la trajectoire du véhicule, et - déterminer les coordonnées géographiques du premier capteur de positionnement (12). Selon l'invention, le procédé est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant à : - déterminer les coordonnées géographiques d'un second capteur de positionnement (13) équipant le véhicule, et - calculer la dérive (d) du véhicule en fonction de l'évolution temporelle des coordonnées d'au moins l'un des premier (12) et deuxième (13) capteur de positionnement.

Description

PROCEDE DE DETERMINATION DE LA DERIVE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE ET DISPOSITIF CORRESPONDANT. La présente invention concerne le domaine de la détermination de la dérive d'un véhicule automobile. La connaissance de la valeur de grandeurs physiques de la dynamique véhicule, dont fait partie la dérive d'un véhicule automobile, est utile notamment dans les systèmes de sécurité active afin de décrire le mouvement du véhicule par rapport à la trajectoire désirée de celui-ci. En particulier, il est fondamental d'avoir une connaissance précise de la dérive du véhicule par rapport à sa trajectoire.
Les capteurs actuellement disponibles sur un véhicule sont typiquement des capteurs de vitesse de lacet et des capteurs d'accélération transversale. De tels capteurs permettent certes de calculer la dérive du véhicule par rapport à sa trajectoire, mais non seulement avec retard, mais aussi de façon approximative. Or, dans le cadre des systèmes actifs, plus de précision dans la connaissance de la valeur de la dérive permettrait d'améliorer, voire d'anticiper, les manoeuvres correctrices que les systèmes actifs sont susceptibles 25 d'appliquer. Plus précisément, l'invention concerne selon un premier de ses objets un procédé de détermination de la dérive d'un véhicule automobile équipé d'un premier capteur de positionnement (12), le procédé comprenant les 30 étapes consistant à : - déterminer la trajectoire du véhicule, et déterminer les coordonnées géographiques du premier capteur de positionnement (12) en un instant (t).
Un tel procédé est connu de l'homme du métier, notamment par l'exemple qu'en donne le document de l'état de la technique antérieure JP11271050 dans lequel le calcul de la dérive est mis en oeuvre avec un seul capteur GPS et un relais au sol. Ce système ne peut être mis en oeuvre que dans le cadre d'essais et pas sur un véhicule de série. En outre, un seul capteur de positionnement par satellite ne permet pas de connaître l'orientation du véhicule.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une solution pouvant être mise en oeuvre sur tout type de véhicule automobile, et dans des conditions d'utilisation incluant des conditions d'utilisation dites "grand public".
Avec cet objectif en vue, le procédé selon l'invention, par ailleurs conforme au préambule cité ci-avant, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant à : - déterminer les coordonnées géographiques d'un 20 second capteur de positionnement (13) équipant le véhicule au même instant (t), et - calculer la dérive (5) du véhicule en fonction de l'évolution temporelle des coordonnées d'au moins l'un des premier (12) et deuxième (13) capteurs de 25 positionnement. Grâce à l'invention, en connaissant précisément le positionnement du véhicule dans un repère sol à l'aide des moyens de positionnement par satellite, en général sous forme de capteur dits GPS, la dérive du véhicule par 30 rapport à sa trajectoire est alors beaucoup plus précise et fiable.
Dans un mode de réalisation, le calcul de la dérive (5) du véhicule comprend le calcul de la dérive (512) du premier capteur de positionnement (12). De préférence, la dérive (512) du premier capteur de positionnement (12) est calculée en coordonnées cartésiennes selon une formule citée ultérieurement. Dans un autre mode de réalisation, le calcul de la dérive (5) du véhicule comprend le calcul de la dérive (513) du deuxième capteur de positionnement (13), éventuelle combiné au calcul de la dérive du premier capteur de positionnement (12). De préférence, l'un des premier capteur de positionnement (12) et deuxième capteur de positionnement (13) est positionné au centre de gravité (CDG) du 15 véhicule. Avantageusement, le procédé selon l'invention comprend en outre une étape consistant à déterminer la valeur de la vitesse longitudinale (Vx) et/ou la vitesse transversale (Vy) du véhicule en fonction de la dérive 20 (5) du dit véhicule. Cette configuration permet par exemple de remplacer ou compléter des mesures d'accélération transversale faites par capteur(s) d'accélération transversale. A cet effet, le procédé selon l'invention comprend 25 en outre une étape consistant à déterminer la vitesse absolue du véhicule par au moins l'un des premier (12) et deuxième (13) capteurs de positionnement. Selon l'invention, la vitesse absolue est déterminée soit par effet Doppler d'au moins l'un des 30 premier (12) et deuxième (13) capteurs de positionnement, soit par dérivation des positions données d'au moins l'un des premier (12) et deuxième (13) capteurs de positionnement. Selon un autre de ses objets, l'invention concerne également un dispositif de détermination de la dérive d'un véhicule automobile, susceptible de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, le dispositif comprenant : - des moyens pour déterminer la trajectoire du véhicule, - un premier capteur de positionnement (12), et - des moyens pour déterminer les coordonnées géographiques du premier capteur de positionnement (12) en un instant (t). Selon l'invention, le dispositif est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - un second capteur de positionnement (13), - des moyens pour déterminer les coordonnées géographiques du dit second capteur de positionnement (13) au même instant (t), et - des moyens pour calculer la dérive (5) du véhicule en fonction de l'évolution temporelle des coordonnées d'au moins l'un des premier (12) et deuxième (13) capteurs de positionnement. Enfin, l'invention concerne également un véhicule automobile comprenant le dispositif selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 illustre un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, et - la figure 2 illustre un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, - la figure 3 est une vision synoptique d'un mode de réalisation de l'invention.
Un objet de la présente invention est de calculer la dérive d'un véhicule automobile à partir de modules de positionnement par satellite. A cet effet, en référence à la figure 1, on équipe un véhicule automobile 10 d'au moins un premier module de positionnement par satellite, par exemple un module GPS (Global Positioning System), comprenant un premier capteur 12, et un deuxième module de positionnement par satellite comprenant un deuxième capteur 13, les capteurs étant disposés comme expliqué ultérieurement.
La dérive 5 du véhicule 10 est par définition l'angle entre l'axe longitudinal XX du véhicule et la tangente TAN à la trajectoire TRAJ du centre de gravité CDG. La dérive au centre de gravité traduit les dérives au niveau des pneumatiques.
De préférence, la trajectoire désirée par le conducteur est déterminée par l'angle volant dudit véhicule. De préférence, comme illustré figure 1, le premier capteur 12 est positionné au centre de gravité CDG du véhicule 10, la tangente TAN à la trajectoire TRAJ du centre de gravité CDG est donc TAN 12. De préférence, le deuxième capteur 13 est positionné au niveau de l'essieu arrière 11 du véhicule 10.
D'autres dispositions des premier et deuxième capteurs sont possibles. De préférence, ceux-ci sont disposés le long de l'axe longitudinal XX du véhicule et situé à distance l'un de l'autre. Si l'un au moins des capteurs de positionnement par satellite n'est pas situé sur l'axe longitudinal, le calcul de la dérive doit alors intégrer en plus l'angle entre la droite passant par les deux capteurs de positionnement par satellite et l'axe longitudinal XX. Sur le mode de réalisation illustré figure 1, les données de positionnement (coordonnées géographiques) issues des capteurs 12 et 13 permettent de déterminer les trajectoires du centre de gravité CDG et de l'essieu arrière 11. Pour illustrer le propos, chaque point de la figure 1 représente la position du premier capteur 12 / deuxième capteur 13 à certains intervalles de temps lorsque le centre de gravité CDG du véhicule 10 poursuit la trajectoire TRAJ. De préférence, on calcule la dérive en coordonnées cartésiennes selon la formule suivante : Dans un repère orthonormé XY, si on définit deux vecteurs U de coordonnées (xu ; Yu) et V de coordonnées 20 (xv ; yv) et tels qu'il existe un angle 5 entre ces deux vecteurs, alors le produit scalaire des vecteurs U et V est . U.V = U.V.cos(S ) = xuxv +Yu•Yv Appliquée à l'invention, on peut noter : 25 - At la position du premier capteur 12 à un instant t, - At_1 la position du premier capteur 12 à un instant t-1, - Bt la position du deuxième capteur 13 à l'instant 30 t, et - Bt_1 la position du deuxième capteur 13 à l'instant t-1. La dérive 5 du premier capteur de positionnement 12 au centre de gravité CDG est alors calculée selon l'équation : B`-lAt-l•At-lAt Bt-~ At-~ x t De même la dérive du deuxième capteur de positionnement 13 au niveau de l'essieu arrière 11 15 est alors calculée selon l'équation : Ï B 1A ti•B t1B t t Bt-lAt-IX Bt-iBt Les coordonnées des capteurs de positionnement 12 et 13 étant données par les modules de positionnement par satellite respectifs, on peut noter : 25 - XAt la longitude du premier capteur de positionnement 12 à l'instant t, - YAt la latitude du premier capteur 12 à l'instant t, - XAt_1 la longitude du premier capteur 12 à 30 l'instant t-1, - YAt_1 la latitude du premier capteur 12 à l'instant t-1, - XBt la longitude du deuxième capteur de positionnement 13 à l'instant t, 35 - YBt la latitude du deuxième capteur 13 à l'instant t, - XBt_1 la longitude du deuxième capteur 13 à l'instant t-1, Ô CDG = arccos 8 13 = arccos YBt-1 la latitude du deuxième capteur 13 à l'instant t-1,
on a alors la dérive 512 du premier capteur de 5 positionnement 12 en coordonnées cartésiennes : i (XAt-1 ùXBt-l)•(XGt ùXAt-1)+(YAt-1 ùYBt-1)•(YAt ùYAt-1) 'Ni(X At-1 ù X Bt-1 ) 2 + (YAt-1 ù YBt-1 ) 2 x '\/(X At ù X At-1 ) 2 + (YAt ù YAt-1) z i La dérive 513 du deuxième capteur de positionnement 13 est calculée de manière similaire. 15 En référence à la figure 2, l'invention permet également de déterminer la vitesse longitudinale Vx et la vitesse transversale Vy d'un véhicule automobile 10 décrivant une trajectoire TRAJ. A cet effet, on détermine la vitesse absolue V du 20 véhicule, de préférence comme illustrée figure 2 dans laquelle la vitesse absolue V est la vitesse au centre de gravité du véhicule VCDG. Dans un mode de réalisation, la vitesse au centre de gravité du véhicule VCDG est déterminée par effet 25 Doppler, en l'espèce par le premier capteur 12, positionné au centre de gravité CDG du véhicule 10, le premier capteur 12 étant muni classiquement de moyens Doppler permettant de mesurer la vitesse du capteur. On appelle VcDG Doppler cette vitesse. 30 Dans un autre mode de réalisation, la vitesse au centre de gravité du véhicule VCDG est déterminée par dérivation des positions données par au moins l'un des capteurs de positionnement, en l'espèce le premier capteur 12, positionné au centre de gravité CDG du 35 véhicule 10. On appelle VCDG dérivation cette vitesse. 812 = arccos Dans un autre mode de réalisation, on compare les vitesses VCDG Doppler et VCDG dérivation. En fonction de l'écart entre ces vitesses, par exemple si VCDG Doppler est différente (supérieure ou inférieure) d'une valeur seuil, en l'espèce 5%, à celle de VC dérivati n, alors la vitesse au centre de gravité du véhicule VCDG est la vitesse VCDG dérivation, car bien qu'elle soit moins précise que la vitesse Doppler VCDG Doppler sa validité lui est supérieure. La vitesse absolue V = VCDG = VC G Doppler ou VCDG dérivation étant connue, on a V CDG= Vx2 + Vy2 (1) . Or , la dérive 5 ayant été déterminée au préalable, on a tan 5 = tan 512 = Vy/Vx (2). On peut donc déduire des équations (1) et (2) la valeur de la vitesse longitudinale Vx et la vitesse 15 transversale Vy du véhicule automobile. La figure 3 est une représentation synoptique, de type Simulink (marque déposée), de l'invention. Le premier capteur de positionnement 12 permet de déterminer la longitude X12 et la latitude Y12r ainsi que 20 la vitesse à l'emplacement du capteur par effet Doppler V12 Doppler Avec la longitude X12 et la latitude Y12 du premier capteur 12, couplée à la longitude X13 et la latitude Y1G du deuxième capteur 13, on peut alors calculer la dérive 25 512. La vitesse absolue V12 est obtenue par comparaison de la vitesse obtenue par effet Doppler V12 Doppler avec celle (VCDG dérivation) obtenue par dérivation de la longitude X12 et de la latitude Y12 30 Une fois la vitesse absolue V12 et la dérive 512 obtenues, on en déduit la vitesse transversale Vy-12 et la vitesse longitudinale Vx12 pour le premier capteur 12.
Et de façon similaire pour la vitesse transversale Vy 13 et la vitesse longitudinale Vx 13 du deuxième capteur 13. L'invention peut avantageusement être mise en oeuvre 5 dans le pilotage de systèmes de sécurité active tels que par exemple le contrôle électronique de trajectoire (ESP), ou le contrôle global de châssis (GCC).

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de détermination de la dérive d'un véhicule automobile équipé d'un premier capteur de positionnement (12), le procédé comprenant les étapes consistant à : - déterminer la trajectoire du véhicule, et - déterminer les coordonnées géographiques du premier capteur de positionnement (12) en un instant (t), caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant à : - déterminer les coordonnées géographiques d'un second IO capteur de positionnement (13) équipant le véhicule au même instant (t), et - calculer la dérive (5) du véhicule en fonction de l'évolution temporelle des dites coordonnées géographiques d'au moins l'un des premier (12) et deuxième (13) capteur de j5 positionnement.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le calcul de la dérive (5) du véhicule comprend le calcul de la dérive (512) du premier capteur de positionnement (12).
  3. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la 2D dérive (512) du premier capteur de positionnement (12) est calculée en coordonnées cartésiennes selon la formule : ( SI2 =arccos / (X,,-iùXB-t)(X,,ùX,-t)+(y,-tùYB,-1)•(Y, ùY4 1) ~~l{X.ar tùXBr I)2+(Yt 1ù ,) xÿ(X.4rùX.ar-1)2+(YntùYtr )2 dans laquelle on a - XAt la longitude du premier capteur de positionnement (12) 2b à l'instant t, - YAt la latitude du premier capteur (12) à l'instant t, - XAt_1 la longitude du premier capteur (12) à l'instant t-1, YAt-1 la latitude du premier capteur (12) à l'instant t-1, 3O - Xst la longitude du deuxième capteur de positionnement (13) à l'instant t,. YBt la latitude du deuxième capteur (13) à l'instant t, XBt_1 la longitude du deuxième capteur (13) à l'instant t-1, et YBt-1 la latitude du deuxième capteur (13) à l'instant t-l.
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le calcul de la dérive (5) du véhicule comprend le calcul de la dérive (513) du deuxième capteur de positionnement (13).
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à IQ 4, dans lequel l'un des premier capteur de positionnement (12) et deuxième capteur de positionnement (13) est positionné au centre de gravité (CDG) du véhicule.
  6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape consistant à déterminer la 15 valeur de la vitesse longitudinale (Vx) et/ou la vitesse transversale (Vy) du véhicule en fonction de la dérive (5) dudit véhicule.
  7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape consistant à déterminer la vitesse absolue du véhicule par au moins l'un des premier (12) et deuxième (13) capteurs de positionnement.
  8. 8. Procédé selon la revendication 7 dans lequel la vitesse absolue est déterminée soit par effet Doppler d'au moins l'un des premier {12) et deuxième (13) capteur de positionnement, soit par dérivation des positions données d'au moins l'un des premier (12) et deuxième (13) capteurs de positionnement.
  9. 9. Dispositif de détermination de la dérive d'un véhicule automobile, susceptible de mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, le dispositif comprenant : - des moyens pour déterminer la trajectoire du véhicule, - un premier capteur de positionnement (12), et 20 `L 5 30 f3 2933184 - des môyens ' pour déterminer les coordonnées géographiques du premier capteur de positionnement (12), caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - un second capteur de positionnement (13), 5 - des moyens pour déterminer les coordonnées géographiques du dit second capteur de positionnement (13) au même instant (t), et - des moyens pour calculer la dérive (5) du véhicule en fonction de l'évolution temporelle des coordonnées d'au moins l'un des premier (12) et deuxième (13) capteurs de positionnement.
  10. 10. Véhicule automobile comprenant le dispositif selon la revendication 9.
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