Brevet FR3062833A1 — publié le 20180817

PROCEDE DE CONDUITE AUTONOME D'UN VEHICULE AUTOMOBILE [1] L'invention concerne, de façon générale, les systèmes d'aide à la conduite, et concerne en particulier les systèmes d'aide à la conduite adaptés pour la conduite autonome de véhicules automobiles. [2] L'invention porte plus particulièrement sur un procédé de détermination de la capacité d'un véhicule à atteindre une vitesse selon des paramètres de conduite. [3] De manière classique, un conducteur conduit un véhicule automobile en contrôlant, d'une part, la trajectoire longitudinale du véhicule à l'aide des pédales d'accélérateur et de frein, et, d'autre part, la trajectoire latérale à l'aide du volant de direction, ce qui permet notamment au conducteur de dépasser d'autres véhicules. [4] Aujourd'hui, il existe également des systèmes d'aide à la conduite permettant de contrôler la trajectoire du véhicule de manière autonome afin d'améliorer la sécurité des passagers du véhicule. Un de ces systèmes est notamment utilisé sur voies rapides et met en oeuvre un mode de fonctionnement autonome appelé mode « HAD », Highway Automated Driving, pour conduite autonome sur voie rapide en langue anglaise. Ce système d'aide a pour but de reproduire le comportement du conducteur notamment dans les phases de dépassement, afin notamment de pallier à une mauvaise estimation du conducteur sur les capacités de son véhicule. [005] Par exemple, lorsque le conducteur circule sur une voie rapide et désire dépasser un véhicule situé devant lui, il accélère et se décale latéralement afin de le dépasser sur le côté. Cependant, selon certains paramètres de conduite, tels que la puissance du véhicule, la vitesse à laquelle le véhicule circule, la pente de la voie rapide ou encore la masse du véhicule, il se peut que le véhicule n'ait pas assez de puissance pour accélérer et permettre un dépassement en toute sécurité. [006] De manière classique, le conducteur effectue un apprentissage en utilisant le véhicule afin de connaître les capacités d'accélération du véhicule en fonction des paramètres de conduite. Grâce à cet apprentissage, le conducteur peut distinguer les situations dans lesquelles son véhicule a la capacité de doubler en toute sécurité un autre véhicule et les situations dans lesquelles il ne l'a pas, par exemple, lorsque la pente est trop importante, le véhicule est trop chargé et/ou la vitesse est trop élevée. Un tel 3062833 2 apprentissage permet ainsi au conducteur de ne pas tenter un dépassement lorsque les capacités du véhicule sont insuffisantes, ce qui permet d'éviter les situations à risques. [7] Dans le cas d'un véhicule autonome, ce dernier ne peut effectuer un tel apprentissage, ce qui représente un inconvénient majeur pour assurer la sécurité des 5 dépassements du véhicule autonome. [8] On connait par le document W02013108406 une méthode de prédiction du comportement d'un véhicule à partir de la collecte d'informations sur les conditions de conduite. Cependant, une telle méthode déterminant la probabilité d'apparition ou de non apparition d'une décélération du véhicule ne permet pas de garantir la sécurité des 10 dépassements du véhicule autonome nécessitant une accélération suffisante du véhicule. [9] L'invention vise donc à résoudre ces inconvénients en proposant un procédé d'aide à la conduite d'un véhicule autonome permettant d'assurer la sécurité lors du dépassement d'un autre véhicule. [0010] Pour parvenir à ce résultat, la présente invention concerne un procédé de 15 conduite autonome d'un véhicule automobile circulant sur une voie de circulation à une vitesse initiale, ledit procédé comprenant une étape de commande de l'augmentation de la vitesse initiale dudit véhicule jusqu'à une vitesse de consigne, une étape de détermination de la capacité du véhicule à atteindre la vitesse de consigne sur la voie de circulation, et une étape d'augmentation de la vitesse initiale jusqu'à la vitesse de consigne si la capacité 20 déterminée du véhicule est supérieure à un seuil prédéterminé, ledit seuil prédéterminé étant supérieur ou égal à ladite vitesse de consigne. [0011] Grâce au procédé selon l'invention, les dépassements sont effectués en toute sécurité grâce à l'autorisation d'un dépassement uniquement lorsque le véhicule a la capacité d'atteindre une vitesse de dépassement suffisante. De plus, la consommation du 25 véhicule est optimisée grâce à la vérification de la capacité du véhicule à atteindre une vitesse de consigne déterminée, ce qui permet d'éviter l'utilisation intensive du véhicule en vue d'atteindre une vitesse trop élevée pour le véhicule. [0012] Avantageusement, l'étape d'augmentation de la vitesse comprend une sous-étape de commande de dépassement d'un véhicule cible. 30 [0013] Avantageusement, l'étape de commande comprend une sous-étape d'activation d'une fonction de régulation de la vitesse du véhicule à la vitesse de consigne. 3062833 3 [0014] Avantageusement, le véhicule comprenant au moins un moteur, l'étape de détermination de la capacité comprend une sous-étape de détermination de la puissance maximale disponible dudit au moins un moteur du véhicule. [0015] Avantageusement, l'étape de détermination de la capacité comprend une sous- 5 étape de détermination de la masse du véhicule et/ou de la pente de la voie de circulation [0016] Avantageusement, la masse et/ou la pente sont déterminées à partir de la mesure du couple instantané à la roue et de la détermination du couple prédictif à la roue. [0017] Avantageusement, l'étape de détermination de la capacité comprend une sous-étape de détermination de la vitesse maximale du véhicule à partir de la masse et de la 10 pente déterminées. [0018] Avantageusement, le procédé comprend une étape préliminaire d'activation de la conduite autonome du véhicule. [0019] L'invention concerne également un système d'aide à la conduite pour véhicule automobile comprenant au moins un module de réception adapté pour recevoir au moins 15 une commande d'augmentation de la vitesse initiale dudit véhicule jusqu'à une vitesse de consigne, un module de calcul adapté pour déterminer la capacité du véhicule à atteindre la vitesse de consigne sur la voie de circulation, et un module de commande adapté pour envoyer une commande d'augmentation de la vitesse initiale jusqu'à la vitesse de consigne si la capacité déterminée du véhicule est supérieure à un seuil prédéterminé, 20 ledit seuil prédéterminé étant supérieur ou égal à ladite vitesse de consigne. [0020] L'invention concerne également un véhicule comprenant au moins un groupe motopropulseur et un système d'aide à la conduite tel que décrit précédemment, adapté pour commander le groupe motopropulseur afin d'augmenter la vitesse dudit véhicule de la vitesse initiale jusqu'à la vitesse de consigne si la capacité déterminée du véhicule est 25 supérieure au seuil prédéterminé. [0021] Avantageusement, le véhicule comprenant un indicateur de dépassement, ledit système d'aide à la conduite est adapté pour commander la vitesse du véhicule lors de l'activation dudit indicateur de dépassement par le conducteur afin de permettre le dépassement d'un véhicule cible. 3062833 4 [0022] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement, et en référence au dessin qui montre : - la figure 1, un schéma d'une première forme de réalisation du procédé selon 5 l'invention de conduite autonome d'un véhicule automobile, et - la figure 2, un schéma d'une forme de réalisation du véhicule selon l'invention mettant en oeuvre le procédé de la figure 1. [0023] Dans ce qui va suivre, les modes de réalisation décrits s'attachent plus particulièrement à deux formes de mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour un 10 véhicule automobile. Cependant, toute forme de mise en oeuvre dans un contexte différent, en particulier pour tout type de véhicule, est également visée par la présente invention. [0024] Le contexte général de la présente invention est celui d'un véhicule automobile conduit par un conducteur se déplaçant sur une voie de circulation routière. 15 [0025] Dans le cas visé par la présente invention, le véhicule automobile comprend un mode de fonctionnement autonome « HAD ». Le conducteur peut activer ce mode afin que les déplacements longitudinaux et latéraux du véhicule soient commandés de manière autonome. [0026] Pour ce faire et en référence à la figure 2, le véhicule 100 comprend des organes 20 de commande 10 du déplacement du véhicule 100, un groupe motopropulseur 20 permettant le déplacement du véhicule 100 et un système d'aide à la conduite 30. [0027] Les organes de commande 10 permettent au conducteur de commander le déplacement longitudinal du véhicule 100, autrement dit sa vitesse de déplacement, ainsi que son déplacement latéral, notamment lors du dépassement d'un autre véhicule. Les 25 organes de commande 10 comprennent notamment une pédale d'accélérateur et une pédale de frein (non représentées) permettant au conducteur d'augmenter et de réduire la vitesse de circulation du véhicule 100. Le véhicule 100 peut également comprendre un régulateur de vitesse permettant au conducteur de sélectionner une vitesse de consigne du véhicule 100. Dans ce dernier cas, le véhicule 100 peut comprendre un capteur de 30 présence (non représenté) adapté pour détecter un véhicule, également désigné véhicule cible, situé à l'avant du véhicule 100. Un tel capteur permet ainsi d'adapter la vitesse à 3062833 5 celle du véhicule cible et lorsque le capteur de présence ne détecte pas/plus le véhicule cible, la vitesse de consigne peut à nouveau être atteinte. [0028] Les organes de commande 10 comprennent en outre un système de direction (non représenté) permettant au conducteur de diriger latéralement le véhicule 100. Le 5 véhicule 100 comprend en outre un indicateur lumineux de dépassement (non représenté), également désigné clignotant, adapté pour indiquer un changement de direction aux autres usagers de la route. [0029] Le groupe motopropulseur 20, également désigné GMP, comprend notamment un moteur (non représenté), de préférence thermique, électrique ou hybride, ainsi qu'une 10 boîte de vitesse (non représenté), de préférence une boite automatique. [0030] Le groupe motopropulseur 20 permet d'atteindre une vitesse de consigne commandée par le conducteur à l'aide de la pédale d'accélérateur et/ou du régulateur de vitesse. Dans ce but, le groupe motopropulseur 20 adapte la vitesse de rotation du moteur, également désigné régime moteur, ainsi que le rapport de vitesse de la boîte de vitesse 15 permettant d'atteindre cette vitesse de consigne de manière la plus optimale en fonction de la configuration du terrain. [0031] Le groupe motopropulseur 20 est en outre adapté pour mesurer, au niveau d'au moins une des roues du véhicule 100, le couple instantanée à la roue ainsi que la vitesse et l'accélération du véhicule 100. Le groupe motopropulseur 20 est également adapté pour 20 déterminer le couple prédictif à la roue, autrement dit le couple à la roue nécessaire dans les prochaines secondes, par exemple dans les 3 à 4 prochaines secondes : on parle alors de couple prédictif à 3 ou 4 secondes. Ce couple prédictif peut être déterminé directement par le groupe motopropulseur (par exemple par une cartographie) ou bien à partir d'un algorithme d'apprentissage. 25 [0032] Le système d'aide à la conduite 30 permet de commander de manière autonome le groupe motopropulseur 20 et la direction du véhicule 100 à partir de commandes du conducteur, formant ainsi un système de conduite autonome. [0033] Le système d'aide à la conduite 30 comprend au moins un module de réception 31, un module de calcul 32 et un module de commande 33. 30 [0034] Le module de réception 31 est adapté pour recevoir des commandes du conducteur et des informations du groupe motopropulseur 20. Les commandes reçues 3062833 6 sont notamment une vitesse de consigne ou une commande de dépassement souhaité d'un véhicule cible situé devant sur la voie de circulation. Les informations reçues sont par exemple le couple instantanée à la roue, le couple prédictif, la vitesse et l'accélération du véhicule. 5 [0035] Toujours en référence à la figure 2, le module de calcul 32, également désigné calculateur VLC (« Vehicle Longitudinal Control » en langue anglaise pour Contrôle longitudinal du véhicule), détermine, à partir de ces informations, la capacité du véhicule 100. Dans ce but, le module de calcul 32 comprend des premiers moyens de calcul 321, également désignés « Vehicle observator » en langue anglaise pour observateur du 10 véhicule, adaptés pour estimer la masse du véhicule 100 ainsi que le couple résistif à la roue, représentatif de la pente de la voie de circulation sur laquelle se déplace le véhicule 100. [0036] Le module de calcul 32 comprend également des deuxièmes moyens de calcul 322, également désignés « Vehicle Capability Supervisor » en langue anglaise pour 15 superviseur de la capacité du véhicule, adapté pour calculer une vitesse et une accélération estimées que le véhicule est en capacité d'atteindre. [0037] Le module de calcul 32 comprend également des moyens de contrôle 323, également désignés « Vehicle Speed and Distance Control » en langue anglaise pour contrôle de la vitesse de de la distance du véhicule, adaptés pour déterminer si le véhicule 20 100 possède une puissance suffisante pour atteindre la vitesse de consigne commandée par le conducteur et/ou pour permettre un dépassement en toute sécurité. [0038] Le module de commande 33 du système d'aide à la conduite 30 est adapté pour envoyer au moins une commande au groupe motopropulseur 20 afin de commander la vitesse du véhicule 100 selon la capacité du véhicule 100 à atteindre la vitesse de 25 consigne. Le module de commande 33 peut également être adapté pour envoyer au moins une commande au système de direction du véhicule 100 si le véhicule 100 a la capacité d'effectuer le dépassement d'un véhicule cible. [0039] Dans la suite de la description, il va être présenté une première forme de mise en oeuvre du procédé selon l'invention illustrée à la figure 1. 30 [0040] Un véhicule 100 circule sur une voie de circulation, telle qu'une voie rapide. Le conducteur active, dans une première étape E1, le mode de conduite autonome. 3062833 7 [0041] Dans une deuxième étape E2, le conducteur commande une vitesse de consigne à l'aide du régulateur de vitesse. Le système d'aide à la conduite 30 commande alors le groupe motopropulseur 20 afin que le véhicule 100 atteigne la vitesse de consigne. [0042] Lorsque le véhicule 100 se rapproche d'un autre véhicule cible situé devant, le 5 conducteur active, dans une troisième étape E3, le clignotant afin d'indiquer sa volonté de dépasser le véhicule cible. [0043] Le véhicule 100 doit alors augmenter sa vitesse de manière à permettre un dépassement du véhicule cible en toute sécurité. [0044] Le système d'aide à la conduite 30 détermine alors, dans une quatrième étape 10 E4, la capacité du véhicule à augmenter sa vitesse sur la voie de circulation. Pour cela, le groupe motopropulseur 20 détermine, dans une sous-étape E41, le couple instantané à la roue, le couple prédictif, la vitesse et l'accélération du véhicule 100. Puis, ces informations sont envoyées, dans une sous-étape E42, par le groupe motopropulseur 20 et reçues par le système d'aide à la conduite 30. Le système 30 détermine alors, dans une sous-étape 15 E43, la masse du véhicule 100 ainsi que la pente de la voie de circulation à partir de ces informations afin de déterminer, dans une sous-étape E44, la vitesse que peut atteindre le véhicule 100. [0045] Si le système 30 détermine que le véhicule 100 peut atteindre une vitesse supérieure ou égale à la vitesse de dépassement, le système 30 autorise, dans une 20 cinquième étape E5, le dépassement. Le système 30 commande alors, dans une sixième étape E6, l'augmentation de la vitesse ainsi que le changement de direction du véhicule 100 afin de permettre le dépassement en toute sécurité du véhicule cible. [0046] Si le système 30 détermine que le véhicule 100 ne peut pas atteindre une vitesse au moins égale à la vitesse de dépassement, le système 30 interdit, dans une septième 25 étape E7, le dépassement. Le système 30 peut alors prévenir, dans une huitième étape E8, le conducteur de l'incapacité du véhicule 100 à effectuer le dépassement en toute sécurité, notamment à l'aide d'un voyant lumineux ou bien par affichage sur un écran du véhicule. [0047] Dans une deuxième forme de mise en oeuvre du procédé non illustrée, le véhicule 30 100 circule sur une voie de circulation et le mode de conduite autonome est activé. 3062833 8 [0048] Le capteur de présence détecte un véhicule cible situé devant. Le système d'aide à la conduite 30 réduit alors la vitesse du véhicule 100 afin de conserver une distance de sécurité avec le véhicule cible. [0049] Lorsque le capteur de présence ne détecte plus le véhicule cible, notamment 5 parce que le véhicule cible est sorti de la voie de circulation, il est alors nécessaire de vérifier si le véhicule 100 peut à nouveau atteindre la vitesse de consigne commandée par le conducteur avant la détection du véhicule cible. En effet, si le véhicule 100 n'en a pas la capacité, notamment à cause d'une pente trop importante de la voie de circulation, le véhicule 100 accélérera jusqu'à la vitesse limite qu'il est en capacité d'atteindre mais le 10 système d'aide à la conduite 30 continuera de commander l'accélération du véhicule 100, ce qui présente un risque d'usure du véhicule 100 et de consommation importante. [0050] Comme cela a été décrit précédemment, le système d'aide à la conduite 30 détermine alors la capacité du véhicule 100 à augmenter sa vitesse sur la voie de circulation. Pour cela, le groupe motopropulseur 20 détermine le couple instantané à la 15 roue, le couple prédictif, la vitesse et l'accélération du véhicule 100. Puis, ces informations sont envoyées par le groupe motopropulseur 20 et reçues par le système d'aide à la conduite 30. Le système 30 détermine alors la masse du véhicule 100 ainsi que la pente de la voie de circulation à partir de ces informations afin de déterminer la vitesse que peut atteindre le véhicule 100. 20 [0051] Si le système 30 détermine que le véhicule 100 peut atteindre une vitesse supérieure ou égale à la vitesse de consigne, le système 30 autorise alors l'accélération jusqu'à cette vitesse de consigne. [0052] Si le système 30 détermine que le véhicule 100 ne peut pas atteindre une vitesse au moins égale à la vitesse de consigne, le système 30 interdit l'accélération jusqu'à cette 25 vitesse de consigne. Le système 30 peut alors prévenir le conducteur de l'incapacité du véhicule 100 à atteindre la vitesse de consigne, notamment à l'aide d'un voyant lumineux ou bien par affichage sur un écran du véhicule 100. Le système 30 peut en outre limiter la vitesse du véhicule 100 à une vitesse adaptée aux capacités du véhicule 100, notamment en vue de limiter l'usure et la consommation du véhicule 100. REVENDICATIONS: 1. Procédé de conduite autonome d'un véhicule automobile (100) circulant sur une voie de circulation à une vitesse initiale, ledit procédé comprenant : une étape de commande de l'augmentation de la vitesse initiale dudit véhicule (100) jusqu'à une vitesse de consigne, une étape (E4) de détermination de la capacité du véhicule (100) à atteindre la vitesse de consigne sur la voie de circulation, et une étape (E6) d'augmentation de la vitesse initiale jusqu'à la vitesse de consigne si la capacité déterminée du véhicule (100) est supérieure à un seuil prédéterminé, ledit seuil prédéterminé étant supérieur ou égal à ladite vitesse de consigne. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape d'augmentation de la vitesse comprend une sous-étape (E3) de commande de dépassement d'un véhicule cible. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape de commande comprend une sous-étape d'activation d'une fonction de régulation de la vitesse du véhicule (100) à la vitesse de consigne. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, le véhicule (100) comprenant au moins un moteur, l'étape de détermination de la capacité (E4) comprend une sous-étape de détermination de la puissance maximale disponible dudit au moins un moteur du véhicule. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape de détermination de la capacité (E4) comprend une sous-étape (E43) de détermination de la masse du véhicule (100) et/ou de la pente de la voie de circulation 6. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la masse et/ou la pente sont déterminées à partir de la mesure du couple instantané à la roue et de la détermination du couple prédictif à la roue. 7. Procédé selon l'une revendication 5 à 6, dans lequel, l'étape de détermination de la capacité (E4) comprend une sous-étape (E44) de détermination de la vitesse maximale du véhicule (100) à partir de la masse et de la pente déterminées. 3062833 10 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant une étape préliminaire (El) d'activation de la conduite autonome du véhicule. 9. Système d'aide à la conduite (30) pour véhicule automobile (100) comprenant au moins : 5 un module de réception (31) adapté pour recevoir au moins une commande d'augmentation de la vitesse initiale dudit véhicule (100) jusqu'à une vitesse de consigne, un module de calcul (32) adapté pour déterminer la capacité du véhicule (100) à atteindre la vitesse de consigne sur la voie de circulation, et 10 un module de commande (33) adapté pour envoyer une commande d'augmentation de la vitesse initiale jusqu'à la vitesse de consigne si la capacité déterminée du véhicule (100) est supérieure à un seuil prédéterminé, ledit seuil prédéterminé étant supérieur ou égal à ladite vitesse de consigne. 10. Véhicule automobile (100) comprenant au moins un groupe motopropulseur (20) et un 15 système d'aide à la conduite (30), selon la revendication précédente, adapté pour commander le groupe motopropulseur (20) afin d'augmenter la vitesse dudit véhicule (100) de la vitesse initiale jusqu'à la vitesse de consigne si la capacité déterminée du véhicule (100) est supérieure au seuil prédéterminé.