Brevet FR3035365A1 — publié le 20161028

SYSTEME DE CONDUITE AUTOMATISEE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT UN ORGANE DE COMMANDE MULTI-DIRECTIONNEL. Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine des systèmes de conduite automatisée pour véhicules automobiles. Arrière-plan de l'invention Les systèmes d'assistance à la conduite sont désormais 10 largement répandus dans les véhicules automobiles récents et connaissent un développement rapide. On connait ainsi depuis un certain nombre d'années les régulateurs de vitesse adaptatifs, mieux connus sous l'acronyme anglais ACC (pour « Adaptive Cruise Control » ou « Autonomous Cruise 15 Control »). Un tel mode d'assistance ajuste de manière automatique la vitesse afin de maintenir un intervalle de sécurité constant avec le véhicule précédant l'utilisateur à partir des informations recueillis sur ce véhicule (notamment la distance et la vitesse d'approche) à l'aide d'un ou plusieurs capteurs de type radar, lidar ou infrarouge. 20 Plus récemment, on a également vu apparaître des systèmes dynamiques anti-franchissement involontaire de ligne. Ces derniers, désignés généralement sous les acronymes ALKA (pour « Active Lane Keep Assist »), LKAS (pour « Lane Keep Assistance System), ALA (pour « Active Lane Assist) ou encore ALC (pour « Active Lane Control ») 25 détectent les lignes de marquages au sol à l'aide de capteurs et/ou de caméras optiques, et interviennent dynamiquement sur le véhicule lorsque ce dernier s'écarte de sa voir de circulation. Dans un tel cas de figure, le système d'assistance à la conduite va alors corriger automatiquement de la direction du véhicule et/ou activer le freinage. 30 Ces systèmes d'aide à la conduite se perfectionnent et deviennent de plus en plus autonomes. On commence ainsi à voir apparaitre des systèmes d'assistance à la conduite totalement autonomes. 3035365 2 Tel est notamment le cas des systèmes d'assistance à la conduite sur autoroute communément désignés sous les acronymes HAD (pour « Highway Automated Driving ») ou AHDA (pour « Automatic Highway Driving Assist ») et aptes à délester entièrement le conducteur dans 5 des situations de trafic fluide (vitesse proche de la limite réglementaire) sur des routes à chaussées séparées. Toutefois pendant les phases de conduite automatisée du véhicule, le conducteur doit être capable d'exercer une certaine influence sur la conduite, afin par exemple de régler la vitesse maximale du véhicule, de changer la voie de circulation ou encore d'opérer un dépassement du véhicule le précédant. La demande de brevet américaine US 8,374,743 propose un dispositif pour contrôler un système de conduite automatisée comportant une interface de commande centralisée comprenant un joystick monté à libre pivotement et apte à être déplacé par le conducteur vers une multitude de positions depuis une position centrale, le déplacement de ce joystick vers chacune de ces positions entrainant la transmission au système de conduite automatisée d'une consigne demandant l'ajustement d'un paramètre de conduite ou la réalisation d'une manoeuvre prédéfinie par le véhicule. L'utilisation d'un tel organe de commande est cependant particulièrement complexe et peu intuitive pour le conducteur, notamment du fait du nombre important de positions différentes à atteindre pour pouvoir transmettre l'ensemble des consignes au système de conduite automatisée. Objet et résumé de l'invention La présente invention vise donc à proposer un système de conduite automatisée d'un véhicule automobile doté d'une interface de 30 commande à la fois compacte, intuitive et qui puisse s'intègrer parfaitement dans l'habitacle d'un véhicule automobile. Elle propose à cet effet un système de conduite automatisée d'un véhicule automobile comportant une unité de pilotage apte à gérer de manière autonome le déplacement longitudinal et transversal dudit 3035365 3 véhicule sur une route de circulation, ledit système comportant en outre une interface de commande centralisée comprenant un organe de commande pivotant multi-directionnel permettant au conducteur de transmette à ladite unité de pilotage une pluralité de consignes 5 demandant l'ajustement de certains paramètres de la conduite automatisée ou la réalisation de manoeuvres prédéfinies par ledit véhicule ; caractérisé en ce que le pivotement dudit organe de commande multi-directionnel dans une direction est apte à transmettre plusieurs 10 consignes différentes à ladite unité de pilotage en fonction de l'effort appliqué sur cet organe et/ou de la durée de son déplacement dans ladite direction. Selon l'invention, le conducteur est ainsi capable de transmettre un grand nombre de consignes vers l'unité de pilotage du système de 15 conduite automatisée en ayant simplement à faire pivoter l'organe de commande multi-directionnel vers un nombre limité de directions prédéfinies et suffisamment distinctes les unes des autres pour éviter tout risque de confusion ou d'erreur. Cela permet en outre de pouvoir rendre l'organe de commande 20 multi-directionnel particulièrement compact, ce qui facilite grandement son intégration dans l'habitacle du véhicule automobile. Selon des caractéristiques préférées de l'invention, prises seules ou en combinaison : - ledit organe de commande multi-directionnel est apte à 25 transmettre une première consigne lorsque ledit effort est inférieur à une intensité prédéterminée, et une deuxième consigne lorsque ledit effort est supérieur ou égal à ladite intensité prédéterminée ; - ledit organe de commande multi-directionnel est apte à transmettre une première consigne lorsque ladite durée de déplacement est inférieure à une première durée prédéterminée, et une deuxième consigne lorsque ladite durée de déplacement est supérieure à une seconde durée prédéterminée ; - ledit organe de commande multi-directionnel est apte à transmettre une première consigne lorsque ledit effort est inférieur à 3035365 4 une intensité prédéterminée et que ladite durée de déplacement est inférieure à une première durée prédéterminée, une deuxième consigne lorsque ledit effort est inférieur à une intensité prédéterminée et que ladite durée de déplacement est supérieure à une seconde durée 5 prédéterminée, ainsi qu'une troisième consigne lorsque ledit effort est supérieur ou égal à ladite intensité prédéterminée quelle que soit la durée de déplacement ; - ladite intensité prédéterminée est comprise entre 5 et 10 N; 10 - ladite première durée prédéterminée est inférieure ou égale à 600 ms, tandis que ladite seconde durée prédéterminée est supérieure ou égale à 1500 ms ; - ledit organe de commande multi-directionnel est apte à pivoter selon quatre directions perpendiculaires depuis une position 15 centrale vers laquelle il est sollicité en l'absence de contrainte externe ; - ladite interface de commande centralisée comprend également un bouton de validation permettant audit conducteur de valider certaines consignes proposées directement par ladite unité de 20 pilotage en fonction du contexte de conduite actuel ou demandées par ce même conducteur via ledit organe de commande multidirectionnel ; - ledit bouton de validation est intégré à l'organe de commande multi-directionnel ; et/ou - ledit système comporte un écran informant ledit conducteur 25 de la prise en compte des consignes transmises via ledit organe de commande multidirectionnel. Brève description des dessins L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la 30 description détaillée d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est un diagramme fonctionnel d'un système de conduite automatisée pour véhicule automobile selon l'invention ; 3035365 5 - la figure 2 représente une vue de dessus d'un premier exemple de réalisation de l'organe de commande multi-directionnel que comporte le système de conduite automatisée de la figure 1 ; - la figure 3 représente une vue de dessus d'un deuxième 5 exemple de réalisation de cet organe de commande multi-directionnel ; et - la figure 4 représente une vue de dessus d'un troisième exemple de réalisation de cet organe de commande multi-directionnel. 10 Description détaillée d'un mode préféré de réalisation En référence à la figure 1, le système de conduite automatisée d'un véhicule automobile 10 comporte un module d'évaluation du contexte de conduite 20, une unité de pilotage 30, un module d'actionnement 40, une interface de commande centralisée 50, ainsi 15 qu'un module d'affichage 60. Le module d'évaluation du contexte de conduite 20 comprend au moins une caméra de type CCD (pour « Capteurs à Couplage de Charges ») orientée vers l'avant du véhicule et délivrant des images permettant de déterminer le type de route empruntée (autoroute, voie 20 rapide ou bien route secondaire) à partir de certains paramètres caractéristiques tels que la largeur de la voie, le marquage au sol (couleur, largeur et espacement des lignes) et la présence éventuelle d'une barrière ou d'un terre-plein central de séparation entre les deux sens de circulation. L'analyse des images fournies par cette caméra 25 permet en outre d'établir le niveau de fluidité du trafic routier. Le module 20 comporte également une pluralité de capteurs mesurant certains paramètres internes de conduite tels que la vitesse instantanée du véhicule et l'angle de braquage des roues avant. Les données recueillies par le module d'évaluation du contexte de 30 conduite 20 sont acheminés en temps réel vers l'unité de pilotage 30 à laquelle ce module est relié. 3035365 6 Le module d'actionnement 40 comporte une pluralité d'actionneurs aptes à assurer le fonctionnement du groupe moteur, de la direction ainsi que du système de freinage du véhicule automobile. L'unité de pilotage 30, constituée de préférence par le boîtier de 5 servitude intelligent (BSI) du véhicule, est apte à gérer de manière autonome le déplacement longitudinal et transversal dudit véhicule sur une route de circulation en commandant les actionneurs du module d'actionnement en fonction des informations transmises par le module d'évaluation du contexte de conduite 20. 10 L'interface de commande centralisée 50 permet au conducteur d'ajuster certains paramètres de la conduite automatisée et de solliciter la réalisation d'un certain nombre de manoeuvres prédéfinies par le véhicule. Cette interface de commande centralisée comporte un organe de 15 commande multi-directionnel 51 implanté de préférence au niveau du volant, de la portière latérale côté conducteur, ou bien encore de la console centrale du véhicule derrière du levier de boîte de vitesse. L'organe de commande multi-directionnel 51, de préférence de type joystick (figure 2), disque (figure 3) ou croix (figure 4), est apte à 20 pivoter selon quatre directions perpendiculaires (avant, arrière, gauche et droite) depuis une position centrale vers laquelle il est sollicité en l'absence de contrainte externe via des moyens de rappel élastiques. Selon un premier mode de réalisation préféré, le pivotement par le conducteur de l'organe de commande 51 dans une direction est apte 25 à transmettre plusieurs consignes différentes à l'unité de pilotage 30 en fonction de l'effort appliqué sur cet organe. Ainsi, pour un effort inférieur à une intensité prédéterminée comprise par exemple entre 5 et 10 N, une première consigne sera transmise à l'unité de pilotage 30. Un tel effort sera qualifié de « faible 30 effort » dans la suite de cette description. Pour un effort supérieur ou égal à cette intensité prédéterminée, une deuxième consigne sera transmise à l'unité de pilotage 30. Un tel effort sera qualifié d' « effort important » dans la suite de cette description. 3035365 7 Voici un exemple des différentes consignes pouvant être activées par le conducteur dans une telle configuration de l'organe de commande 51 : - le pivotement vers l'avant avec un faible effort correspond 5 à la consigne : augmentation de 1 km/h de la vitesse maximale du véhicule ; - le pivotement vers l'avant avec un effort important entraine le passage d'un point dur et correspond à la consigne : diminution de 0,5 s de l'intervalle de temps séparant le véhicule du 10 véhicule précédant ; - le pivotement vers l'arrière avec un faible effort correspond à la consigne : diminution de 1 km/h de la vitesse maximale du véhicule ; - le pivotement vers l'arrière avec un effort important 15 entraine le passage d'un point dur et correspond à la consigne : augmentation de 0,5 s de l'intervalle de temps séparant le véhicule du véhicule précédant ; - le pivotement vers la gauche avec un faible effort correspond à la consigne : déplacement du véhicule dans la voie de 20 circulation d'environ 75 cm vers la gauche ; - le pivotement vers la gauche avec un effort important entraine le passage d'un point dur et correspond à la consigne : demande de changement de voie de circulation vers la voie adjacente à gauche ; 25 - le pivotement vers la droite avec un faible effort correspond à la consigne : déplacement du véhicule dans la voie de circulation d'environ 75 cm vers la droite ; et - le pivotement vers la droite avec un effort important entraine le passage d'un point dur et correspond à la consigne : 30 demande de changement de voie de circulation vers la voie adjacente à droite. Selon un deuxième mode de réalisation préféré, le pivotement de l'organe de commande 51 dans une direction est apte à transmettre 3035365 8 plusieurs consignes différentes à l'unité de pilotage 30 en fonction de la durée du déplacement dans cette direction. Ainsi, pour une durée de déplacement inférieure à une première durée prédéterminée par exemple inférieure ou égale à 600 ms, une 5 première consigne sera transmise à l'unité de pilotage 30. Une telle durée sera qualifiée de « courte durée » dans la suite de cette description. Pour une durée de déplacement supérieure à une seconde durée prédéterminée par exemple supérieure ou égale à 1500 ms, une 10 deuxième consigne sera transmise à l'unité de pilotage 30. Une telle durée sera qualifiée de « longue durée » dans la suite de cette description. Voici un exemple des différentes consignes pouvant être activées par le conducteur dans une telle configuration de l'organe de 15 commande 51 : - le pivotement vers l'avant pendant une courte durée correspond à la consigne : augmentation de 1 km/h de la vitesse maximale du véhicule ; - le pivotement vers l'avant pendant une longue durée 20 correspond à la consigne : diminution de 0,5 s de l'intervalle de temps séparant le véhicule du véhicule précédant ; - le pivotement vers l'arrière pendant une courte durée correspond à la consigne : diminution de 1 km/h de la vitesse maximale du véhicule ; 25 - le pivotement vers l'arrière pendant une longue durée correspond à la consigne : augmentation de 0,5 s de l'intervalle de temps séparant le véhicule du véhicule précédant ; - le pivotement vers la gauche pendant une courte durée correspond à la consigne : déplacement du véhicule dans la voie de 30 circulation d'environ 75 cm vers la gauche ; - le pivotement vers la gauche pendant une longue durée correspond à la consigne : demande de changement de voie de circulation vers la voie adjacente à gauche ; 3035365 9 - le pivotement vers la droite pendant une courte durée correspond à la consigne : déplacement du véhicule dans la voie de circulation d'environ 75 cm vers la droite ; et - le pivotement vers la droite pendant une longue durée 5 correspond à la consigne : demande de changement de voie de circulation vers la voie adjacente à droite. Selon un troisième mode de réalisation préféré, le pivotement de l'organe de commande 51 dans une direction est apte à transmettre plusieurs consignes différentes à l'unité de pilotage 30 en fonction de 10 l'effort appliqué sur cet organe et de la durée de déplacement dans cette direction. Ainsi, pour un faible effort et une courte durée de déplacement, une première consigne sera transmise à l'unité de pilotage 30. Pour un faible effort et une longue durée de déplacement, une deuxième 15 consigne sera transmise à cette unité de pilotage 30. Pour un important effort et quelle que soit la durée de déplacement, une troisième consigne sera transmise à cette unité de pilotage. Voici un exemple des différentes consignes pouvant être activées par le conducteur dans une telle configuration de l'organe de 20 commande 51 : - le pivotement vers l'avant avec un faible effort et pendant une courte durée correspond à la consigne : augmentation de 1 km/h de la vitesse maximale du véhicule ; - le pivotement vers l'avant avec un faible effort et pendant 25 une longue durée correspond à la consigne : augmentation de 5 km/h de la vitesse maximale du véhicule ; - le pivotement vers l'avant avec un effort important entraine le passage d'un point dur et correspond à la consigne : diminution de 0,5 s de l'intervalle de temps séparant le véhicule du 30 véhicule précédant ; - le pivotement vers l'arrière avec un faible effort et pendant une courte durée correspond à la consigne : diminution de 1 km/h de la vitesse maximale du véhicule ; 3035365 10 - le pivotement vers l'arrière avec un faible effort et pendant une longue durée correspond à la consigne : diminution de 5 km/h de la vitesse maximale du véhicule ; - le pivotement vers l'arrière avec un effort important 5 entraine le passage d'un point dur et correspond à la consigne : augmentation de 0,5 s de l'intervalle de temps séparant le véhicule du véhicule précédant ; - le pivotement vers la gauche avec un faible effort et pendant une courte durée correspond à la consigne : déplacement du 10 véhicule dans la voie de circulation d'environ 25 cm vers la gauche ; - le pivotement vers la gauche avec un faible effort et pendant une longue durée correspond à la consigne : déplacement du véhicule dans la voie de circulation d'environ 75 cm vers la gauche ; - le pivotement vers la gauche avec un effort important 15 entraine le passage d'un point dur et correspond à la consigne : demande de changement de voie de circulation vers la voie adjacente à gauche ; - le pivotement vers la droite avec un faible effort et pendant une courte durée correspond à la consigne : déplacement du 20 véhicule dans la voie de circulation d'environ 25 cm vers la droite ; - le pivotement vers la droite avec un faible effort et pendant une longue durée correspond à la consigne : déplacement du véhicule dans la voie de circulation d'environ 75 cm vers la droite ; et - le pivotement vers la droite avec un effort important 25 entraine le passage d'un point dur et correspond à la consigne : demande de changement de voie de circulation vers la voie adjacente à droite. De nombreux autres modes de réalisation sont possibles et on peut prévoir par exemple que l'organe de commande multidirectionnel 30 transmettre deux consignes différentes en réponse à un pivotement avec un effort important selon la durée du déplacement (courte ou longue). D'autres types de consignes peuvent également être transmis par cet organe de commande. 3035365 11 Ainsi, les consignes concernant l'ajustement de l'intervalle de temps séparant le véhicule du véhicule précédant peuvent par exemple être remplacées par des consignes relatives au réglage de la distance séparant le véhicule du véhicule précédant. 5 On peut également prévoir que le conducteur puisse solliciter le dépassement du véhicule précédant ou demander à son véhicule de quitter la route empruntée à la prochaine sortie. L'interface de commande centralisée 50 comprend également un bouton de validation 52 permettant au conducteur de valider certaines 10 consignes proposées directement par l'unité de pilotage 30 ou demandées par le conducteur via l'organe de commande multidirectionnel 51. Intégré de préférence à l'organe de commande multi-directionnel 51, ce bouton de validation 52 est par exemple constitué par un bouton 15 poussoir disposé au sommet du manche du joystick ou par un contacteur implanté sous la zone centrale du disque ou de la croix. En variante, ce bouton de validation 52 peut également être implanté à proximité de l'organe de commande multi-directionnel 51. Le module d'affichage 60 comporte un écran 61 intégré de 20 préférence au combiné d'instruments du véhicule et chargé d'afficher à l'attention du conducteur des messages visuels relatifs au fonctionnement du système de conduite automatisée. Cet écran 61 est par exemple apte à proposer au conducteur de valider le changement de certains paramètres de conduite (tels que la 25 vitesse maximale du véhicule ou encore l'intervalle de temps séparant le véhicule du véhicule précédant) conformément aux préconisations établies en temps réel par l'unité de pilotage 30 en fonction du contexte de conduite actuel (vitesse limite autorisée, profil de la route, etc...). 30 Si le conducteur est d'accord avec la proposition qui lui est faite, celui-ci doit alors appuyer sur le bouton de validation 52 pour la valider et entrainer la modification du paramètre concerné. 3035365 12 L'écran 61 permet également d'informer le conducteur de la prise en compte de ses consignes transmises via l'organe de commande multidirectionnel 51. Par exemple, si ce conducteur sollicite une augmentation de la 5 vitesse maximale du véhicule, un message indiquant la vitesse maximale actuellement sélectionnée s'affichera instantanément sur cet écran 61 pendant quelques secondes. Pour certaines consignes sensibles telles qu'une demande de changement de voie de circulation ou de dépassement du véhicule 10 précédant, l'écran 61 fera apparaitre un message demandant au conducteur de confirmer sa requête en appuyant sur le bouton de validation 52. La consigne ne sera alors mise en oeuvre qu'après cette validation. D'une manière générale, on rappelle que la présente invention ne 15 se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais qu'elle englobe toute variante d'exécution à la portée de l'homme du métier. 20 REVENDICATIONS1. Système de conduite automatisée d'un véhicule automobile comportant une unité de pilotage (30) apte à gérer de manière autonome le déplacement longitudinal et transversal dudit véhicule sur une route de circulation, ledit système comportant en outre une interface de commande centralisée (50) comprenant un organe de commande pivotant multi-directionnel (51) permettant au conducteur de transmette à ladite unité de pilotage (30) une pluralité de consignes demandant l'ajustement de certains paramètres de la conduite automatisée ou la réalisation de manoeuvres prédéfinies par ledit véhicule ; caractérisé en ce que le pivotement dudit organe de commande multi-directionnel (51) dans une direction est apte à transmettre plusieurs consignes différentes à ladite unité de pilotage (30) en fonction de l'effort appliqué sur cet organe (51) et/ou de la durée de son déplacement dans ladite direction. 2. Système de conduite automatisée selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe de commande multi-directionnel (51) est apte à transmettre une première consigne lorsque ledit effort est inférieur à une intensité prédéterminée, et une deuxième consigne lorsque ledit effort est supérieur ou égal à ladite intensité prédéterminée. 3. Système de conduite automatisée selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe de commande multi-directionnel (51) est apte à transmettre une première consigne lorsque ladite durée de déplacement est inférieure à une première durée prédéterminée, et une deuxième consigne lorsque ladite durée de déplacement est supérieure à une seconde durée prédéterminée. 4. Système de conduite automatisée selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe de commande multi-directionnel (51) est apte à transmettre une première consigne lorsque ledit effort est 3035365 14 inférieur à une intensité prédéterminée et que ladite durée de déplacement est inférieure à une première durée prédéterminée, une deuxième consigne lorsque ledit effort est inférieur à une intensité prédéterminée et que ladite durée de déplacement est supérieure à une 5 seconde durée prédéterminée, ainsi qu'une troisième consigne lorsque ledit effort est supérieur ou égal à ladite intensité prédéterminée quelle que soit la durée de déplacement. 5. Système de conduite automatisée selon l'une des revendications 2 ou 4, caractérisé en ce que ladite intensité 10 prédéterminée est comprise entre 5 et 10 N. 6. Système de conduite automatisée selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite première durée prédéterminée est inférieure ou égale à 600 ms, tandis que ladite seconde durée prédéterminée est supérieure ou égale à 1500 ms. 15 7. Système de conduite automatisée selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit organe de commande multi-directionnel (51) est apte à pivoter selon quatre directions perpendiculaires depuis une position centrale vers laquelle il est sollicité en l'absence de contrainte externe. 20 8. Système de conduite automatisée selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite interface de commande centralisée (50) comprend également un bouton de validation (52) permettant audit conducteur de valider certaines consignes proposées directement par ladite unité de pilotage (30) en 25 fonction du contexte de conduite actuel ou demandées par ce même conducteur via ledit organe de commande multidirectionnel (51). 9. Système de conduite automatisée selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit bouton de validation (52) est intégré à l'organe de commande multi-directionnel (51). 30 10. Système de conduite automatisée selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un écran (61) informant ledit conducteur de la prise en compte des consignes transmises via ledit organe de commande multidirectionnel (51).