Brevet FR3052884A1 — publié le 20171222

SYSTEME DE CONDUITE AUTOMATISEE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT UN ORGANE DE COMMANDE MULTI-DIRECTIONNEL TACTILE. 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 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 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. 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 ») 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. 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. 3052884 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 modifier l'intervalle de 10 temps séparant le véhicule de celui qui le précède ou de demander le changement de voie de circulation du véhicule. 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 15 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 20 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 25 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'intégrer 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 3052884 3 véhicule sur une route de circulation, ledit système comportant en outre une interface de commande centralisée comprenant un organe de commande multi-directionnel permettant au conducteur de transmette à ladite unité de pilotage une pluralité de consignes demandant 5 l'ajustement de certains paramètres de la conduite automatisée ou la réalisation de manoeuvres prédéfinies par ledit véhicule ; caractérisé en ce que ledit organe de commande multidirectionnel comporte à son sommet un pavé tactile permettant audit conducteur de transmettre à ladite unité de pilotage une pluralité de 10 consignes complémentaires. Selon l'invention, l'utilisateur peut ainsi transmettre un grand nombre de consignes vers l'unité de pilotage du système de conduite automatisée sans qu'il ne soit nécessaire de multiplier le nombre directions actives de l'organe de commande multi-directionnel, de 15 sorte que ces dernières soient 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 multi-directionnel particulièrement compact, ce qui facilite grandement son intégration dans l'habitacle du véhicule automobile. 20 Selon des caractéristiques préférées de l'invention, prises seules ou en combinaison : - ledit système est configuré pour transmettre une consigne complémentaire à ladite unité de pilotage en réponse à la détection d'un appui glissé sur ledit pavé tactile selon une direction 25 prédéterminée ; - un dit appui glissé directionnel est défini par ladite unité de pilotage comme un appui continu à la surface dudit pavé tactile sur une distance minimale donnée et à l'intérieur d'une plage angulaire de tolérance définie par rapport ladite direction prédéterminée depuis le 30 point d'appui initial ; - ladite distance minimale est comprise entre 20 et 25 mm ; - ladite plage de tolérance est de plus ou moins 10 à 15° par rapport à ladite direction prédéterminée ; 3052884 4 - ledit pavé tactile intègre un module de reconnaissance de caractères permettant au conducteur de transmettre des consignes complémentaires à ladite unité de pilotage en esquissant sur ledit pavé tactile certains caractères ou suites de caractères prédéterminés ; 5 - ledit organe de commande multi-directionnel est monté rotatif sur lui-même entre plusieurs positions stables correspondant chacune à un mode de configuration prédéterminé de l'habitacle durant une phase de conduite automatisée ; - le déplacement dudit organe de commande multi- 10 directionnel dans une direction est apte à transmettre plusieurs 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 ; - ledit organe de commande multi-directionnel est apte à 15 être déplacé en translation ou à pivotement selon quatre directions perpendiculaires depuis une position centrale vers laquelle il est sollicité en l'absence de contrainte externe ; et/ou - ladite interface de commande centralisée comprend également un bouton de validation permettant audit conducteur de 20 valider certaines consignes proposées directement par ladite unité de pilotage en fonction du contexte de conduite actuel ou demandées par ce même conducteur via ledit organe de commande multidirectionnel. Brève description des dessins 25 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 : - la figure 1 est un diagramme fonctionnel d'un système de 30 conduite automatisée pour véhicule automobile selon l'invention ; et - la figure 2 représente une vue de dessus d'un mode de réalisation préféré de l'organe de commande multi-directionnel que comporte le système de conduite automatisée de la figure 1 ; 3052884 5 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 5 contexte de conduite 20, une unité de pilotage 30, un module d'actionnement 40, une interface de commande centralisée 50, ainsi 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 10 Charges ») orientée vers l'avant du véhicule et délivrant des images permettant de déterminer le type de route empruntée (autoroute, voie 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 15 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 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 20 instantanée du véhicule et l'angle de braquage des roues avant. Les données recueillies par le module d'évaluation du contexte de conduite 20 sont acheminés en temps réel vers l'unité de pilotage 30 à laquelle ce module est relié. Le module d'actionnement 40 comporte une pluralité 25 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 servitude intelligent (BSI) du véhicule, est apte à gérer de manière autonome le déplacement longitudinal et transversal dudit véhicule sur 30 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. L'interface de commande centralisée 50 permet au conducteur d'ajuster certains paramètres de la conduite automatisée et de 3052884 6 solliciter la réalisation d'un certain nombre de manoeuvres prédéfinies par le véhicule. Cette interface de commande centralisée comporte un organe de commande multi-directionnel 51 implanté de préférence au niveau de la 5 console centrale du véhicule derrière du levier de boîte de vitesse, de la portière latérale côté conducteur, ou bien encore du volant. L'organe de commande multi-directionnel 51, avantageusement de type molette (figure 2) ou joystick, est monté pivotant ou à translation selon quatre directions perpendiculaires (avant, arrière, 10 gauche et droite) depuis une position centrale vers laquelle il est sollicité en l'absence de contrainte externe via des moyens de rappel élastiques. Voici un exemple des différentes consignes pouvant être transmises par le conducteur à l'unité de pilotage 30 par la 15 manipulation de l'organe de commande 51 dans ces quatre directions : - le déplacement vers l'avant correspond à la consigne : activation de la fonction de suivi automatisé d'un véhicule cible ; - le déplacement vers l'arrière correspond à la consigne : désactivation de la fonction de suivi automatisé d'un véhicule cible ; 20 - le déplacement vers la gauche correspond à la consigne : demande de changement de voie de circulation vers la voie adjacente à gauche (ou demande de retour dans la voie en cas de déboitement autonome du véhicule vers la voie adjacente de droite) ; et - le déplacement vers la droite correspond à la consigne : 25 demande de changement de voie de circulation vers la voie adjacente à droite (ou demande de retour dans la voie en cas de déboitement autonome du véhicule vers la voie adjacente de gauche). Selon l'invention, l'organe de commande multi-directionnel 51 comporte à son sommet un pavé tactile circulaire 52 permettant à 30 l'utilisateur de transmettre à l'unité de pilotage 30 une pluralité de consignes complémentaires. Ce pavé dont le diamètre est compris de préférence entre 30 et 60 mm, comprend une matrice tactile capacitive permettant d'identifier la position du doigt de l'utilisateur en détectant les transferts de 3052884 7 charge électrique s'opérant vers ce doigt depuis la zone du pavé avec laquelle il est en contact. En variante, et selon certains critères de prix, de résistance aux chocs, de précision ou de taille, la matrice tactile sera d'un type 5 différent : résistive, infrarouge, à ondes de surface ou encore à jauges de contraintes. Le système 10 est configuré de sorte à transmettre une pluralité de consignes à l'unité de pilotage 30 lorsque l'utilisateur réalise, avec l'un de ses doigts, un appui glissé sur le pavé tactile 52 suivant 10 certaines directions prédéterminées Afin d'éviter toute erreur d'interprétation, un tel appui glissé directionnel est défini par l'unité de pilotage 30 comme un appui continu à la surface du pavé tactile 52 sur une distance minimale donnée (comprise par exemple entre 20 et 25 mm) et à l'intérieur 15 d'une plage angulaire de tolérance définie par rapport à l'une de ces directions prédéterminées depuis le point d'appui initial. En l'espèce, ces appuis glissés seront limités à quatre directions prédéterminées perpendiculaires deux à deux et correspondant aux quatre axes avant, arrière, gauche et droite, avec pour chacun d'eux 20 une plage de tolérance de plus ou moins 10 à 15° par rapport à la direction correspondante. Voici un exemple des différentes consignes pouvant être transmises par le conducteur à l'unité de pilotage 30 par un tel appui glissé directionnel sur le pavé tactile 52 : 25 - un appui glissé vers l'avant correspond à la consigne : diminution de 0,5 s de l'intervalle de temps séparant le véhicule de celui qui le précède ; - un appui glissé vers l'arrière correspond à la consigne : augmentation de 0,5 s de l'intervalle de temps séparant le véhicule de 30 celui qui le précède ; - un appui glissé vers la gauche correspond à la consigne : déplacement du véhicule dans la voie de circulation d'environ 75 cm vers la gauche ; et 3052884 8 - un appui glissé vers la droite correspond à la consigne : déplacement du véhicule dans la voie de circulation d'environ 75 cm vers la droite. Avantageusement, la matrice tactile du pavé 52 intègre un 5 module de reconnaissance de caractères permettant au conducteur de transmettre également des consignes complémentaires à l'unité de pilotage 30 en esquissant sur ce pavé tactile 52 certains caractères ou suites de caractères prédéterminées. Tel est le cas notamment de la vitesse maximale du véhicule qui peut être définie par l'entrée 10 successive des chiffres la définissant. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'organe de commande 51 est également monté rotatif sur lui-même entre quatre positions stables A, B, C, D espacées de 90° les unes des autres (figure 2) et correspondant chacune à un mode de configuration prédéterminé 15 de l'habitacle durant une phase de conduite automatisée. Voici un exemple des différents modes pouvant être activés par le conducteur par cette rotation l'organe de commande 51 : - un mode « confort » correspondant à une position reculée du volant et du siège conducteur (dont le dossier est en outre 20 légèrement incliné vers l'arrière), associé à une ambiance relaxante ; - un mode « travail » correspondant à une position reculée du volant et du siège conducteur, associé au déploiement d'une tablette support ; - un mode « conversation » correspondant à une légère 25 inclinaison vers l'avant du dossier du siège conducteur associé à un recul du volant ; et - un mode « loisir » correspondant à une position retournée de 180° du siège associé au déploiement d'un écran de divertissement. De nombreux autres modes de réalisation sont possibles et on 30 peut prévoir par exemple que le déplacement de l'organe de commande multi-directionnel 51 dans une même direction soit apte à transmettre plusieurs consignes différentes à l'unité de pilotage 30 en fonction de la durée de son déplacement dans cette direction. 3052884 9 Ainsi, pour une durée de déplacement dite « courte » car inférieure à une première durée prédéterminée (par exemple inférieure ou égale à 600 ms), une première consigne sera transmise à l'unité de pilotage 30. 5 A contrario, pour une durée de déplacement dite « longue » car supérieure à une seconde durée prédéterminée (par exemple supérieure ou égale à 1500 ms), une deuxième consigne sera transmise à l'unité de pilotage 30. Voici un exemple de doubles consignes pouvant être activées par 10 le conducteur en actionnant l'organe de commande 51 dans une même direction mais selon des durées différentes : - le déplacement vers la droite pendant une courte durée correspond à la consigne : demande de changement de voie de circulation vers la voie adjacente à droite (ou demande de retour dans 15 la voie en cas de déboitement autonome du véhicule vers la voie adjacente de gauche) ; et - le déplacement vers la droite pendant une longue durée correspond à la consigne : demande d'arrêt du véhicule à la prochaine aire de repos rencontrée. 20 On peut également prévoir que le déplacement de l'organe de commande multi-directionnel 51 dans une même direction soit apte à transmettre plusieurs consignes différentes à l'unité de pilotage 30 en fonction de l'effort appliqué sur cet organe de commande 51. Dans un tel cas de figure, une première consigne sera par 25 exemple transmise si cet effort est inférieur à une première intensité prédéterminée, tandis qu'une deuxième consigne sera transmise si cet effort est supérieur ou égal à une seconde intensité prédéterminée. D'autres types de consignes peuvent également être transmises par cet organe de commande 51. 30 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. 3052884 10 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 5 bouton de validation 53 permettant au conducteur de valider certaines 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 10 51, ce bouton de validation 53 est par exemple constitué par un contacteur implanté sous la zone centrale du pavé tactile 52. En variante, ce bouton de validation 53 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 15 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 20 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...). 25 Si le conducteur est d'accord avec la proposition qui lui est faite, celui-ci doit alors appuyer sur le bouton de validation 53 pour la valider et entrainer la modification du paramètre concerné. L'écran 61 permet également d'informer le conducteur de la prise en compte de ses consignes transmises via l'organe de commande 30 multidirectionnel 51. Par exemple, si ce conducteur sollicite une augmentation de la vitesse maximale du véhicule, un message indiquant la vitesse maximale actuellement sélectionnée s'affichera instantanément sur cet écran 61 pendant quelques secondes. 3052884 11 Pour certaines consignes sensibles telles qu'une demande de changement de voie de circulation ou d'arrêt du véhicule à la prochaine aire de repos rencontrée, l'écran 61 fera apparaitre un message demandant au conducteur de confirmer sa requête en appuyant sur le 5 bouton de validation 53. La consigne ne sera alors mise en oeuvre qu'après cette validation. D'une manière générale, on rappelle que la présente invention ne 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 10 métier. 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 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 ledit organe de commande multidirectionnel (51) comporte à son sommet un pavé tactile (52) permettant audit conducteur de transmettre à ladite unité de pilotage (30) une pluralité de consignes complémentaires. 2. Système de conduite automatisée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est configuré pour transmettre une consigne complémentaire à ladite unité de pilotage (30) en réponse à la détection d'un appui glissé sur ledit pavé tactile (52) selon une direction prédéterminée. 3. Système de conduite automatisée selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un dit appui glissé directionnel est défini par ladite unité de pilotage (30) comme un appui continu à la surface dudit pavé tactile (52) sur une distance minimale donnée et à l'intérieur d'une plage angulaire de tolérance définie par rapport ladite direction prédéterminée depuis le point d'appui initial. 4. Système de conduite automatisée selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite distance minimale est comprise entre 20 et 30 25 mm. 5. Système de conduite automatisée selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite plage de tolérance est de plus ou moins 10 à 15° par rapport à ladite direction prédéterminée. 3052884 13 6. Système de conduite automatisée selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit pavé tactile (52) intègre un module de reconnaissance de caractères permettant au conducteur de transmettre des consignes complémentaires à ladite 5 unité de pilotage (30) en esquissant sur ledit pavé tactile (52) certains caractères ou suites de caractères prédéterminés. 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 monté rotatif sur lui-même entre plusieurs 10 positions stables (A, B, C, D) correspondant chacune à un mode de configuration prédéterminé de l'habitacle durant une phase de conduite automatisée. 8. Système de conduite automatisée selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le déplacement dudit 15 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 et/ou de la durée de son déplacement dans ladite direction. 9. Système de conduite automatisée selon l'une des 20 revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit organe de commande multi-directionnel (51) est apte à être déplacé en translation ou à pivotement selon quatre directions perpendiculaires depuis une position centrale vers laquelle il est sollicité en l'absence de contrainte externe. 10. Système de conduite automatisée selon l'une des 25 revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite interface de commande centralisée (50) comprend également un bouton de validation (53) permettant audit conducteur de valider certaines consignes proposées directement par ladite unité de pilotage (30) en fonction du contexte de conduite actuel ou demandées par ce même conducteur via ledit organe de commande multidirectionnel (51).