Brevet FR3041778A1 — publié le 20170331

Titre de l'invention Procédé d'assistance à la reprise en main d'un véhicule automobile. Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine des systèmes d'assistance à la conduite pour véhicules automobiles. Arrière-plan de l'invention Les systèmes d'assistance à la conduite sont désormais largement répandus dans les véhicules automobiles récents et connaissent un développement courte. On connaît par exemple les régulateurs de vitesse adaptatifs, mieux connus sous l'acronyme anglais ACC (pour « Adaptive Cruise Control » ou « Autonomous Cruise 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. On connaît également, notamment de la demande de brevet américaine US 2013/0096767, des systèmes dynamiques antifranchissement 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 ») 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 voie de circulation. Dans un tel cas de figure, le système d'assistance à la conduite va alors corriger automatiquement la direction du véhicule et/ou activer le freinage. Depuis peu, des modes d'assistance à la conduite totalement autonomes commencent à apparaître afin de soulager le conducteur 3041778 2 dans des situations de trafic dense sur des routes à chaussées séparées où la vitesse du véhicule est réduite. Tel est notamment le cas des modes d'assistance à la conduite en embouteillage (plus connus sous l'acronyme anglais TJC pour 5 « Traffic Jam Chauffeur ») destinés à délester le conducteur dans des situations de trafic dense ou de bouchon (vitesse inférieure à 50/70 km/h) sur des routes à chaussées séparées (autoroutes et voies courtes). Dans ce type de mode, le guidage entièrement automatisé peut 10 être maintenu sur une période de transition d'au moins 5 secondes après une dégradation du contexte de conduite ne permettant plus la poursuite de ce mode (désengagement avec transition longue). On peut également citer les modes d'assistance à la conduite sur autoroute communément désignés sous les acronymes HAD (pour 15 « Highway Automated Driving ») ou AHDA (pour « Automatic Highway Driving Assist ») et aptes à délester le conducteur dans des situations de trafic fluide (vitesse proche de la limite réglementaire) sur des routes à chaussées séparées. Dans cet autre type de mode, le guidage entièrement automatisé 20 ne peut être maintenu que sur une courte période de 1 à 3 secondes en cas de dégradation du contexte de conduite ne permettant plus la poursuite de ce mode (désengagement avec transition courte). Le conducteur peut alors être amené à devoir reprendre le contrôle manuel du véhicule de manière brutale et sans y être 25 forcément préparé, ce qui peut engendrer des réactions réflexes inappropriées (tels que par exemple un freinage violent ou un changement brutal de direction) pouvant se révéler particulièrement dangereuses et accidentogènes. 30 Objet et résumé de l'invention La présente invention vise donc à assurer une reprise en main plus sereine du véhicule par le conducteur en cas de fin brutale d'une phase de conduite automatisée. 3041778 3 Elle propose à cet effet un procédé d'assistance à la reprise en main d'un véhicule automobile doté d'un système automatisé d'assistance à la conduite proposant un premier mode de conduite entièrement autonome à désengagement, en cas de non compatibilité 5 du contexte de conduite avec la poursuite de ce premier mode autonome, vers le mode de conduite manuel au terme d'une première phase de transition, et un deuxième mode de conduite entièrement autonome à désengagement, en cas de non compatibilité du contexte de conduite avec la poursuite de ce deuxième mode autonome, vers le 10 mode de conduite manuel au terme d'une seconde phase de transition plus longue que ladite première phase de transition ; ledit procédé comportant une étape d'émission d'une première alerte demandant au conducteur de repositionner par précaution ses mains sur le volant du véhicule, cette étape étant mise en oeuvre 15 lorsque ledit premier mode de conduite autonome est activé et en cas de détection d'un risque d'une prochaine dégradation du contexte de conduite suffisamment conséquente pour entraîner le désengagement de ce premier mode de conduite. En anticipant un éventuel désengagement du premier mode de 20 conduite autonome présentant la phase de transition la plus courte, le procédé selon l'invention permet de proposer en amont au conducteur de repositionner par précaution ses mains sur le volant, de sorte que ce dernier soit prêt si nécessaire à reprendre une conduite manuelle du véhicule. 25 Selon des caractéristiques préférées de l'invention, prises seules ou en combinaison : - l'existence d'un tel risque est associée à la survenance d'au moins l'un des événements suivants : perte de l'une des deux lignes délimitant la voie sur laquelle circule le véhicule, début de pluie, 30 détection d'un prochain tronçon présentant une sinuosité plus marquée ou bien encore d'une zone prochaine de travaux ; - ladite première alerte consiste en l'affichage d'un premier message visuel sur un écran du véhicule intégré au combiné 3041778 4 d'instruments, ce message étant associé à un code couleur correspondant à un niveau d'alerte intermédiaire ; - l'émission de ladite première alerte se poursuit jusqu'à la détection de la reprise en mains du volant par le conducteur, ou 5 lorsque le risque disparait ; - ledit procédé comporte une étape d'émission d'une deuxième alerte demandant au conducteur de reprendre en mains le volant, cette deuxième alerte étant émise lorsque ledit deuxième mode de conduite autonome est activé, et en cas de non compatibilité du 10 contexte de conduite actuel avec la poursuite de ce deuxième mode de conduite ; - ladite deuxième alerte comprend l'affichage sur un écran du véhicule intégré au combiné d'instruments d'un deuxième message visuel associé à un code couleur évolutif au fur et à mesure que l'on se 15 rapproche du terme de ladite seconde phase de transition ; - ladite deuxième alerte comprend également l'émission d'une série de signaux sonores ponctuels espacés les uns des autres et dont l'intensité et/ou la fréquence d'émission augmentent progressivement au fur et à mesure que l'on se rapproche du terme de 20 ladite seconde phase de transition ; - l'émission de ladite deuxième alerte se poursuit jusqu'à la détection de la reprise en mains du volant par le conducteur ; - ladite détection de la reprise en mains du volant par le conducteur entraine la désactivation dudit second mode de conduite 25 entièrement autonome avant le terme de ladite seconde phase de transition, ledit système ne gérant alors plus que le déplacement longitudinal dudit véhicule ; et/ou - le retour dans le mode de conduite manuel peut également être initié par l'appui du conducteur sur un bouton de désactivation du 30 mode de conduite autonome activé, la désactivation de ce mode de conduite autonome n'intervenant que suite à la détection la présence des mains du conducteur sur le volant. Brève description des dessins 3041778 5 L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : 5 - la figure 1 représente un diagramme fonctionnel d'un système automatisé d'assistance à la conduite pour véhicule automobile ; et - la figure 2 est un organigramme du procédé selon l'invention d'assistance à la reprise en main d'un véhicule au terme 10 d'une phase de conduite entièrement autonome. Description détaillée d'un mode préféré de réalisation En référence à la figure 1, le système d'assistance automatisée à la conduite 1 comporte un module de surveillance du conducteur 10, 15 un module d'évaluation du contexte de conduite 20, une unité de pilotage 30, un module d'actionnement des modes d'assistance à la conduite 40, ainsi qu'un module d'information et d'avertissement 50. Le module de surveillance du conducteur 10 comprend un dispositif de détection de la présence des mains sur le volant doté 20 d'une nappe capacitive implantée entre le rembourrage interne en mousse et l'enveloppe extérieure d'habillage en tissu ou cuir. La perturbation du champ électrique causée par la présence des mains sur le volant entraine une variation de la capacité de cette nappe. 25 Cette détection peut également être réalisée par d'autres moyens et notamment par l'intermédiaire de capteurs de pression implantés à l'intérieur du volant et aptes à mesurer la variation locale de pression survenant lorsque le conducteur positionne ses mains sur ce volant ou les retire. 30 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 3041778 6 courte 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 5 sens de circulation. L'analyse des images fournies par cette caméra permet en outre d'établir le niveau de fluidité du trafic routier. Le module 20 comporte également un détecteur de pluie doté d'un capteur de type optique ou capacitif intégré par exemple à la partie supérieure du pare-brise, ainsi qu'une cartographie du réseau 10 routier fournissant un certains nombre d'informations sur les prochains tronçons rencontrés par le véhicule (type de route, nombre de voies, degré de sinuosité, limites de vitesse, etc...). Les données recueillies par les deux modules de surveillance du conducteur 10 et d'évaluation du contexte de conduite 20 sont 15 acheminées en temps réel vers l'unité de pilotage 30 à laquelle ces deux modules sont reliés. L'unité de pilotage 30, constituée de préférence par le boîtier de servitude intelligent (BSI) du véhicule, comporte un calculateur 31 ainsi qu'un module de stockage 32 comprenant de la mémoire non 20 volatile de type EEPROM ou FLASH et de la mémoire vive. Cette mémoire non volatile stocke notamment le procédé selon l'invention sous la forme d'un programme comprenant des lignes de commande et destiné à être mis en oeuvre par ce calculateur. L'unité de pilotage 30 est reliée au module d'actionnement 40 25 auquel elle est apte à transmettre l'ordre d'activer ou de désactiver l'un des modes d'assistance à la conduite. Ce module d'actionnement 40 comporte une pluralité d'actionneurs aptes à contrôler certains organes du véhicule tels que la direction, l'accélération, le freinage et la boîte de vitesse pour assurer 30 la mise en oeuvre des différents modes d'assistance à la conduite que propose le système 1. En l'espèce, ce dernier propose deux modes de conduite entièrement autonomes dans lesquels le déplacement longitudinal et le 3041778 7 déplacement latéral du véhicule sont entièrement gérés de manière automatisée. Le premier mode autonome, ici de type HAD (assistance à la conduite sur autoroute), est destiné à délester entièrement le 5 conducteur dans des situations de trafic fluide (vitesse proche de la limite réglementaire) sur des routes à chaussées séparées. Dans ce premier mode autonome et en cas de non compatibilité du contexte de conduite avec la poursuite de ce mode, le désengagement vers le mode de conduite manuel se produit au terme 10 d'une première phase de transition dite « courte » dont la durée est préférentiellement inférieure ou égale à 3 secondes. Le deuxième mode autonome, ici de type TJC (assistance à la conduite en embouteillage), est destiné à délester entièrement le conducteur dans des situations de trafic dense ou de bouchon (vitesse 15 inférieure à 50/70 km/h) sur des routes à chaussées séparées (autoroutes et voies courtes). Dans ce deuxième mode autonome et en cas de non compatibilité du contexte de conduite avec la poursuite de ce mode, le désengagement vers le mode de conduite manuel se produit au terme 20 d'une seconde phase de transition plus longue que la première phase de transition associée au premier mode autonome et dont la durée est préférentiellement supérieure ou égale à 5 secondes. Le module d'information et d'avertissement 50 comporte un premier écran d'information 51 intégré de préférence au combiné 25 d'instruments du véhicule et apte à diffuser des messages visuels à destination du conducteur, notamment lorsque ce dernier doit reprendre en main le volant. Le module 50 comprend éventuellement un second écran 52 intégré à la console centrale de la planche de bord du véhicule (ce 30 dernier étant constitué de préférence par l'écran d'affichage du dispositif d'info-divertissement) et destiné à afficher des messages visuels complémentaires (indication du mode d'assistance activé ainsi que des taches de conduite dont le conducteur est délesté et de celles restant éventuellement à sa charge). 3041778 8 Ce module 50 est également doté d'une sirène 53 apte à émettre un signal acoustique d'alerte lorsque le conducteur doit reprendre en main le volant. On va maintenant décrire en détails et à l'appui de 5 l'organigramme de la figure 2, les différentes étapes de ce processus. Celui-ci est initié lorsque la conduite du véhicule est assurée de manière autonome par le système (étape initiale 100). Le processus commence par vérifier lequel des deux modes est actuellement activé (étape 200). 10 S'il s'agit du premier mode autonome de type HAD avec phase de transition « courte », le processus se poursuit par l'étape 300 dans laquelle l'unité de pilotage 30 vérifie, en fonction des signaux reçus par le module 20, s'il existe un risque d'une prochaine dégradation du contexte de conduite suffisamment conséquente pour entraîner le 15 désengagement de ce mode de conduite autonome et entrainer un retour avec transition « courte » vers le mode de conduite manuel (une telle dégradation du contexte de conduite intervenant en cas de survenance d'au moins l'un des événements suivants : perte simultanée par la caméra des deux lignes délimitant la voie sur laquelle circule le 20 véhicule, averse, courbe trop marquée ou encore passage à une seule voie de circulation pour cause de travaux). L'unité de pilotage 30 détectera l'existence d'un tel risque en cas de survenance d'au moins l'un des événements suivants : la perte par la caméra de l'une des deux lignes délimitant la voie sur laquelle 25 circule le véhicule, un début de pluie, la détection d'un prochain tronçon présentant une sinuosité plus marquée ou bien encore celle d'une zone prochaine de travaux. En l'absence de risque, le processus répète cette étape 300 après un intervalle de temps compris entre 100 et 500 ms et de préférence 30 égal à 200 ms. Lorsqu'un risque est détecté, le système signifie alors au module d'avertissement 50 d'émettre une alerte à l'attention du conducteur pour lui signifier ce risque et lui demander de repositionner par précaution ses mains sur le volant (étape 400). 3041778 9 Cette alerte comprendra une composante visuelle se traduisant par exemple par l'affichage d'un message visuel s'affichant sur le premier écran d'information 51 et associé à un code couleur correspondant à un niveau d'alerte intermédiaire (typiquement orange). 5 L'alerte s'arrête (étape 500) lorsque le module 10 détecte la reprise en mains du volant par le conducteur ou lorsque le risque disparait (événement 450). En cas de reprise en mains du volant, le mode de conduite autonome continue néanmoins à demeurer actif jusqu'à ce que le 10 contexte de conduite se dégrade suffisamment pour entraîner le désengagement de ce mode avec phase de transition « courte » vers le mode de conduite manuel. Nous allons maintenant revenir à l'étape 200 du processus selon l'invention, au cours de laquelle le processus vérifie lequel des deux 15 modes de conduite entièrement autonomes est actuellement activé. S'il s'agit du deuxième mode de type TJC à désengagement avec transition « longue », le processus se poursuit par l'étape 600 dans laquelle celui-ci estime en fonction des signaux reçus par le module 20 si contexte de conduite actuel est compatible avec la 20 poursuite de ce mode de conduite autonome. Dans l'affirmative, le processus répète cette étape 600 après un intervalle de temps compris entre 100 et 500 ms et de préférence égal à 200 ms. Dans la négative, le système signifie alors au module 25 d'avertissement 50 d'émettre une alerte à l'attention du conducteur pour lui signifier la fin prochaine du mode de conduite autonome et lui demander de reprendre en mains le volant (étape 700). Cette alerte comprendra une composante visuelle se traduisant par exemple par l'affichage d'un message visuel (tel que celui 30 représenté sur la figure 3) s'affichant sur le premier écran d'information 51 et associé à un code couleur évolutif au fur et à mesure que l'on se rapproche du terme de la seconde phase de transition (par exemple vert, puis orange, puis enfin rouge). 3041778 10 L'alerte pourra également comprendre une composante sonore consiste par exemple en l'émission d'une série de signaux sonores ponctuels espacés les uns des autres et dont l'intensité et/ou la fréquence d'émission augmentent progressivement au fur et à mesure 5 que l'on se rapproche du terme de la seconde phase de transition. L'alerte s'arrête (étape 800) lorsque le module 10 détecte la reprise en mains du volant par le conducteur (événement 750). Après cette reprise en mains du volant, le processus affiche un décompte des secondes restantes avant le retour en mode de conduite 10 manuel sur le second écran 52 intégré à la console centrale de la planche de bord du véhicule. Le système d'assistance automatisée à la conduite 1 désactive le mode de conduite entièrement autonome avant le terme de la seconde phase de transition (typiquement : 2 ou 3 secondes auparavant) et ne gère plus que le déplacement longitudinal 15 du véhicule en gardant la même consigne de vitesse. Si le conducteur n'a toujours pas repris en mains le volant peu avant que la seconde phase de transition n'arrive à son terme (par exemple, 2 ou 3 secondes auparavant), le système opère une décélération du véhicule destinée à faire réagir ce conducteur. 20 Selon une variante de réalisation non représentée, le retour dans le mode de conduite manuel peut également être demandé par l'appui du conducteur sur un bouton de désactivation du mode de conduite autonome activé. Dans un tel cas de figure, la désactivation de ce mode de 25 conduite autonome n'intervient que lorsque le processus détecte la présence des mains du conducteur sur le volant. Dans l'intervalle, un message visuel demandant au conducteur de remettre les mains sur le volant pour confirmer le passage en mode de conduite manuel sera affiché sur le premier écran d'information 51 et 30 associé à un code couleur correspondant à une absence de danger (typiquement vert). D'une manière générale, on rappelle que la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais 3041778 11 qu'elle englobe toute variante d'exécution à la portée de l'homme du métier. En particulier, le nombre, les caractéristiques ainsi que les champs d'application des modes d'assistance à la conduite peuvent être 5 sensiblement différents du mode de réalisation décrit précédemment. REVENDICATIONS1. Procédé d'assistance à la reprise en main d'un véhicule automobile doté d'un système automatisé d'assistance à la conduite (1) proposant un premier mode de conduite entièrement autonome à désengagement, en cas de non compatibilité du contexte de conduite avec la poursuite de ce premier mode autonome, vers le mode de conduite manuel au terme d'une première phase de transition, et un deuxième mode de conduite entièrement autonome à désengagement, en cas de non compatibilité du contexte de conduite avec la poursuite de ce deuxième mode autonome, vers le mode de conduite manuel au terme d'une seconde phase de transition plus longue que ladite première phase de transition ; ledit procédé comportant une étape d'émission d'une première alerte (400) demandant au conducteur de repositionner par précaution ses mains sur le volant du véhicule, cette étape (400) étant mise en oeuvre lorsque ledit premier mode de conduite autonome est activé et en cas de détection d'un risque d'une prochaine dégradation du contexte de conduite suffisamment conséquente pour entraîner le désengagement de ce premier mode de conduite. 2. Procédé d'assistance à la reprise en main d'un véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'existence d'un tel risque est associée à la survenance d'au moins l'un des événements suivants : perte de l'une des deux lignes délimitant la voie sur laquelle circule le véhicule, début de pluie, détection d'un prochain tronçon présentant une sinuosité plus marquée ou bien encore d'une zone prochaine de travaux. 3. Procédé d'assistance à la reprise en main d'un véhicule automobile selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite première alerte consiste en l'affichage d'un premier message visuel sur un écran du véhicule intégré au combiné d'instruments, ce 3041778 13 message étant associé à un code couleur correspondant à un niveau d'alerte intermédiaire. 4. Procédé d'assistance à la reprise en main d'un véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que 5 l'émission de ladite première alerte (400) se poursuit jusqu'à la détection de la reprise en mains du volant par le conducteur, ou lorsque le risque disparait (410). 5. Procédé d'assistance à la reprise en main d'un véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il 10 comporte une étape d'émission d'une deuxième alerte (700) demandant au conducteur de reprendre en mains le volant, cette deuxième alerte étant émise lorsque ledit deuxième mode de conduite autonome est activé, et en cas de non compatibilité du contexte de conduite actuel avec la poursuite de ce deuxième mode de conduite. 15 6. Procédé d'assistance à la reprise en main d'un véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite deuxième alerte comprend l'affichage sur un écran du véhicule intégré au combiné d'instruments d'un deuxième message visuel associé à un code couleur évolutif au fur et à mesure que l'on se rapproche du 20 terme de ladite seconde phase de transition. 7. Procédé d'assistance à la reprise en main d'un véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite deuxième alerte comprend également l'émission d'une série de signaux sonores ponctuels espacés les uns des autres et dont l'intensité et/ou 25 la fréquence d'émission augmentent progressivement au fur et à mesure que l'on se rapproche du terme de ladite seconde phase de transition. 8. Procédé d'assistance à la reprise en main d'un véhicule automobile selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que 30 l'émission de ladite deuxième alerte (700) se poursuit jusqu'à la détection de la reprise en mains du volant par le conducteur (750). 9. Procédé d'assistance à la reprise en main d'un véhicule automobile selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite détection de la reprise en mains du volant par le conducteur entraine 3041778 14 la désactivation dudit second mode de conduite entièrement autonome avant le terme de ladite seconde phase de transition, ledit système ne gérant alors plus que le déplacement longitudinal dudit véhicule. 10. Procédé d'assistance à la reprise en main d'un véhicule 5 automobile selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le retour dans le mode de conduite manuel peut également être initié par l'appui du conducteur sur un bouton de désactivation du mode de conduite autonome activé, la désactivation de ce mode de conduite autonome n'intervenant que suite à la détection la présence des mains 10 du conducteur sur le volant. 15