Brevet FR3063701A1 — publié le 20180914

Procédé et système d'aide au stationnement d'un véhicule automobile La présente invention concerne le domaine d'aides à la conduite d'un véhicule automobile, et notamment les aides au stationnement. Plus particulièrement, l'invention concerne les procédés et systèmes d'aide au stationnement entièrement automatisé pour la réalisation de manoeuvres de stationnement, par exemple de type créneau. De tels procédés et systèmes d' aide au stationnement permettent la détection d'une place de stationnement puis prennent le contrôle sur la direction assistée électrique du véhicule afin de réaliser la manoeuvre de stationnement. L'opération de braquage des roues en vue de la manoeuvre de stationnement est ainsi entièrement réalisée de manière automatique. Le conducteur du véhicule reste responsable du changement de rapport, de l'accélération et du freinage du véhicule. On connait du document WO 2014/167255 - Al (Renault) un procédé de planification de trajectoire pour effectuer une manoeuvre de stationnement automatisée d'un véhicule automobile. Toutefois, un tel procédé ne tient pas compte de la vitesse longitudinale du véhicule. On peut également se référer au document WO 2014/191209 - Al (Renault) qui décrit un procédé de délégation des manoeuvres de stationnement du véhicule à un système automatisé. Dans de tels procédés, l'accélération est sous l'entière responsabilité du conducteur. Il existe alors un risque que le véhicule roule à une vitesse excessive pouvant engendrer la collision avec des obstacles fixes ou mobiles se trouvant à proximité du véhicule. De plus, la détection d'obstacles, le freinage et l'immobilisation du véhicule sont également sous le contrôle exclusif du conducteur. 3063701 2 Il existe un besoin d'améliorer les procédés et systèmes d'aide à la conduite afin de proposer au conducteur une aide au stationnement la plus sécurisée possible. L'objet de la présente invention est donc de fournir un système 5 et un procédé d'aide au stationnement capables de prendre en compte la dispersion des actionneurs, notamment des systèmes de freinage, tout en assurant le maintien du véhicule sur une route en pente sans influer sur la précision de la régulation. L'invention a pour objet un système d'aide au stationnement 10 d'un véhicule automobile permettant le stationnement du véhicule depuis une voie de circulation vers un emplacement libre de stationnement et la sortie de ladite place de stationnement vers la voie de circulation, ledit véhicule automobile comprenant un système de détection d'obstacles, un système de détection de places de 15 stationnement, une direction assistée électrique pilotable en angle de braquage, un moteur et un système de freinage pilotables en couple, une boite de vitesse automatique ou un système dit «shift by wire », au moins un capteur odométrique, un accéléromètre, une interface visuelle et sonore et un moyen d'activation d'une fonction pilotage 20 automatique. Le système d'aide au stationnement comprend un module de détermination ou calcul de l'accélération du véhicule apte à délivrer une consigne d'accélération en fonction d'une consigne de vitesse du véhicule et de la distance avec un obstacle et un module de régulation 25 de couple apte à calculer une consigne de couple de freinage et une consigne de couple moteur en fonction de la consigne d'accélération, de la vitesse du véhicule et de la pente de la route. Le système permet de réguler à basse vitesse le déplacement du véhicule. Il dispose pour cela d'un estimateur de vitesse à faible 30 vitesse et un estimateur d'accélération. Un tel système d'aide au stationnement permet au conducteur de se garer plus facilement en prenant non seulement le contrôle sur les actionneurs latéraux, tels que la direction assistée électrique, mais 3063701 3 également sur les actionneurs longitudinaux, tels que le moteur, la boite de vitesse et le système de freinage du véhicule, tout en laissant la possibilité au conducteur d'agir sur la manoeuvre de stationnent à tout moment. 5 Selon un mode de réalisation, le système comprend quatre états de fonctionnement : - un état initial correspondant à la phase de recherche d'une place de stationnement par le système de détection de places de stationnement, 10 - un premier état correspondant à une phase d'attente du début de la manoeuvre dans laquelle le module de détermination de l'accélération calcule une consigne d'accélération négative afin d'assurer le maintien à l'arrêt du véhicule, en tenant compte de la route, 15 - un deuxième état correspondant à une phase d'annulation de l'accélération dans laquelle le module de détermination de l'accélération calcule une première consigne d'accélération selon une rampe de décroissance rapide et une deuxième consigne d'accélération selon une rampe de décroissance lente, 20 - un troisième état dans lequel le module de détermination de l'accélération calcule une consigne d'accélération en fonction d'un filtre par anticipation et d'un régulateur proportionnel intégral, et - un quatrième état correspondant à la phase d'activation du freinage, dans laquelle le module de détermination de l'accélération 25 calcule une consigne d'accélération en fonction d'un gain et d'une rampe de freinage. Ainsi, à chaque état de la manoeuvre de stationnement, le module de détermination de l'accélération calcule une consigne d' accélération. 30 Avantageusement, le module de régulation de couple comprend un module de calcul de couple initial en fonction de la consigne d'accélération calculée par le module de détermination de l'accélération à chaque état de la manoeuvre de stationnement. 3063701 4 Par exemple, le module de calcul de couple initial comprend un convertisseur de la valeur de la consigne d'accélération en consigne de couple à la roue en fonction de la vitesse du véhicule et de la pente de la route estimée en utilisant l'information fournie par l'accéléromètre 5 du véhicule. Le module de calcul de couple initial peut également comprendre en outre un saturateur délivrant en sortie une composante positive correspondant à la consigne initiale de couple moteur et un soustracteur apte à soustraire à la consigne de couple à la roue, la 10 composante positive pour obtenir la consigne initiale de couple de freinage. Avantageusement, le module de régulation de couple comprend un module de régulation de décélération activé uniquement lors des phases d'interruptions de la manoeuvre de stationnement, telles que la 15 présence d'obstacles sur la trajectoire, l'annulation de la manoeuvre par le conducteur ou la défaillance des actionneurs autres que le système de freinage. Ledit module de régulation de décélération est apte à envoyer des ordres de bypass et à calculer une consigne de couple de freinage lorsqu'une interruption est détectée. 20 Par exemple, le module de régulation de couple comprend un module de calcul d'une consigne de couple finale capable de faire l'arbitrage entre les différentes consignes de couple qu'il reçoit en entrée afin de délivrer une consigne finale de couple moteur à la roue et une consigne finale de couple de freinage à la roue. 25 Selon un second aspect, l'invention concerne un procédé d'aide au stationnement d'un véhicule automobile permettant le stationnement du véhicule depuis une voie de circulation vers un emplacement libre de stationnement et la sortie de ladite place de stationnement vers la voie de circulation, ledit véhicule automobile comprenant un système 30 de détection d'obstacles, un système de détection de places de stationnement, une direction assistée électrique pilotable en angle de braquage, un moteur et un système de freinage pilotables en couple, une boite de vitesse automatique ou un système dit «shift by wire », au 3063701 5 moins un capteur odomètrique, un accéléromètre, une interface visuelle et sonore et un moyen d'activation d'une fonction pilotage automatique. Dans le procédé, on calcule une consigne d'accélération en 5 fonction de la vitesse du véhicule et de la distance avec un obstacle et on calcule une consigne de couple de freinage et une consigne de couple moteur en fonction de la consigne d'accélération, de la vitesse du véhicule et de la pente de la route. Par exemple, pour calculer une consigne de couple de freinage 10 et une consigne de couple moteur, on calcule une consigne initiale de couple moteur et une consigne initiale de couple de freinage en fonction de la consigne d'accélération et de la pente de la route, on vérifie s'il y a une interruption de la manoeuvre de stationnement, et on calcule une consigne finale de couple moteur et une consigne finale 15 de couple de freinage et fonction des consignes initiales de couple et la détection de l'interruption. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins 20 annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un système d'aide au stationnement d'un véhicule automobile selon l'invention ; - la figure 2 illustre les états du système d'aide au stationnement selon la figure 1 ; 25 - la figure 3 illustre en détails le module de régulation de couple du système d'aide au stationnement de la figure 1 ; et - la figure 4 illustre les étapes d'un procédé d'aide au stationnement selon l'invention mis en oeuvre par le système d'aide au stationnement. 30 Sur la figure 1, on a représenté de manière très schématique un système 10 d'aide à la conduite et notamment au stationnement d'un véhicule automobile (non représenté). Le véhicule automobile comprend les éléments suivants qui ne sont pas représentés sur les 3063701 6 figures pour plus de clarté : un système de détection d'obstacles situés à proximité du véhicule, par exemple à une distance inférieure à 2m, un système de détection de places de stationnement, une direction assistée électrique pilotable en angle de braquage, un moteur et un 5 système de freinage tous les deux pilotables en couple, une boite de vitesse automatique ou un système dit «shift by wire », au moins un capteur odométrique, un accéléromètre, une interface visuelle et sonore ainsi qu'un moyen d'activation d'une fonction pilotage automatique ou « homme-mort ». 10 Le système 10 permet de réguler à basse vitesse le déplacement du véhicule. Il dispose pour cela d'un estimateur de vitesse à faible vitesse et un estimateur d'accélération (non représentés). Le système 10 comprend un module 12 de calcul ou détermination de l'accélération du véhicule apte à délivrer une 15 consigne d'accélération A en fonction de la vitesse V du véhicule et de la distance D avec un obstacle et un module 14 de régulation de couple apte à calculer une consigne de couple de freinage CFF et une consigne de couple moteur CMF en fonction de la consigne d'accélération A, de la vitesse du véhicule V et de la pente P de la route. 20 Le module 12 de détermination de l'accélération calcule, a chaque état E du système 10 d'aide au stationnement, une consigne d'accélération A qui sera transmise au module 14 de régulation de couple afin d'adapter en permanence le pilotage des actionneurs du véhicule en fonction du stade de la manoeuvre de stationnement et de 25 l'environnement à proximité du véhicule. Les états sont représentés sur la figure 2. L'état initial E0 du système d'aide au stationnement, correspond à la phase de recherche d'une place de stationnement. A cet état E0, le système 10 d'aide au stationnement n'est pas actif, c'est-à- 30 dire qu'aucun pilotage n'est réalisé sur les actionneurs. Le conducteur du véhicule reste entièrement responsable de son véhicule. Pour activer le système 10 d'aide au stationnement, le conducteur doit appuyer sur un moyen d'activation (non représenté) d'une fonction de pilotage 3063701 7 automatique ou « homme-mort » présent sur le tableau de bord du véhicule, sélectionner le type de manoeuvre de stationnement, tel que par exemple un créneau, ainsi que le côté du véhicule à partir duquel le conducteur souhaite stationner le véhicule. L' interface homme- 5 machine (non représentée) du véhicule invite alors le conducteur à avancer jusqu'à la détection d'une place de stationnement puis à arrêter le véhicule. Une fois la place de stationnement validée par le conducteur, le système 10 d'aide au stationnement passe à l'état El, correspondant à 10 une phase d'attente du début de la manoeuvre. Lors de cette phase d'attente El, le module 12 de détermination de l'accélération calcule une consigne d'accélération négative selon l'équation suivante : AEI(k)= C (Eq. 1) Avec : 15 AE1 la consigne d'accélération calculée à l'état El, exprimée en m/s2 ; k, l'instant d'échantillonnage ; et C, une constante, exprimée en m/s2, correspondant à la cible d'accélération calculée par le module de détermination de 20 l'accélération afin d'assurer le maintien à l'arrêt du véhicule, en tenant compte de la route et du véhicule, par exemple de la pente de la route et de l'incertitude sur la masse du véhicule. En cas de stationnement par créneau, le conducteur doit engager la marche arrière. Lorsque la marche arrière est engagée et que 25 le conducteur transmet l'ordre de démarrer la manoeuvre de stationnement au système d'aide au stationnement, celui-ci passe à l'état E2, correspondant à une phase d'annulation de l'accélération (initialement définie pour assurer le maintien du véhicule à l'arrêt) dans laquelle le module de détermination de l'accélération calcule une 30 première consigne d'accélération selon une rampe de décroissance rapide et une deuxième consigne d'accélération selon une rampe de décroissance lente, selon les équations suivantes : AE2(k) = AE2(k - 1).K .Te .KF si AE2(k -1) REVENDICATIONS1. Système d'aide au stationnement d'un véhicule automobile permettant le stationnement du véhicule depuis une voie de circulation vers un emplacement libre de stationnement et la sortie de ladite place de stationnement vers la voie de circulation, ledit véhicule automobile comprenant un système de détection d'obstacles, un système de détection de places de stationnement, une direction assistée électrique pilotable en angle de braquage, un moteur et un système de freinage pilotables en couple, une boite de vitesse automatique ou un système dit «shift by wire », au moins un capteur odométrique, un accéléromètre, et un moyen d'activation d'une fonction de pilotage automatique, caractérisé en ce que le système d'aide au stationnement comprend un module (12) de détermination de l'accélération du véhicule apte à délivrer une consigne d'accélération (A) en fonction de la vitesse (V) du véhicule et de la distance (D) avec un obstacle et un module (14) de régulation de couple apte à calculer une consigne de couple de freinage (CFF) et une consigne de couple moteur (CmF) en fonction de la consigne d'accélération (A), de la vitesse du véhicule (V) et de la pente (P) de la route. 2. Système selon la revendication 1, comprenant quatre états de fonctionnement, un état initial (EO) correspondant à la phase de recherche d'une place de stationnement par le système de détection de places de stationnement, un premier état (El) correspondant à une phase d'attente du début de la manoeuvre dans laquelle le module (12) de détermination de l'accélération calcule une consigne d'accélération négative afin d'assurer le maintien à l'arrêt du véhicule, en tenant compte de la route, un deuxième état (E2) correspondant à une phase d'annulation de l'accélération dans laquelle le module (12) de détermination de l'accélération calcule une première consigne d'accélération selon une rampe de décroissance rapide et une deuxième consigne d'accélération selon une rampe de décroissance lente, un troisième état (E3) dans lequel le module (12) de détermination de l'accélération calcule une consigne d'accélération en fonction d'un 3063701 15 filtre par anticipation et d'un régulateur proportionnel intégral, et un quatrième état (E4) correspondant à la phase d'activation du freinage, dans laquelle le module (12) de détermination de l'accélération calcule une consigne d'accélération en fonction d'un gain d'une rampe de 5 freinage. 3. Système selon la revendication 2, dans lequel le module (14) de régulation de couple comprend un module (16) de calcul de couple initial (Cm', CH) en fonction de la consigne d'accélération (A) calculée par le module (12) de détermination de l'accélération à chaque état 10 (E1, E2, E3) 4. Système selon la revendication 3, dans lequel le module (16) de calcul de couple initial comprend un convertisseur (18) de la valeur de la consigne d'accélération (A) en en consigne de couple à la roue (Cr) en fonction de la vitesse du véhicule (V) et de la pente de la route 15 (P) estimée en utilisant l'information fournie par l'accéléromètre du véhicule. 5. Système selon la revendication 4, dans lequel le module (16) de calcul de couple initial comprend en outre un saturateur (20) délivrant en sortie une composante positive (Cm') correspondant à la 20 consigne initiale de couple moteur et un soustracteur (22) apte à soustraire à la consigne de couple à la roue (Cr), la composante positive (Cm') pour obtenir la consigne initiale (CH) de couple de freinage. 6. Système selon l'une quelconque des revendication 3 à 5, 25 dans lequel le module (14) de régulation de couple comprend un module (26) de régulation de décélération activé uniquement lors des phases d'interruptions de la manoeuvre de stationnement, telles que la présence d'obstacles sur la trajectoire, l'annulation de la manoeuvre par le conducteur ou la défaillance des actionneurs autres que le 30 système de freinage, ledit module (26) de régulation de décélération étant apte à envoyer des ordres de bypass et à calculer une consigne de couple de freinage (CF) lorsqu'une interruption est détectée. 7. Système selon la revendication 6, dans lequel le module (14) de régulation de couple comprend un module (28) de calcul d'une 3063701 16 consigne de couple finale capable de faire l'arbitrage entre les différentes consignes de couple (CF', Cm', CF) qu'il reçoit en entrée afin de délivrer une consigne finale de couple moteur (CmF) à la roue et une consigne finale de couple de freinage (CFF) à la roue. 5 8. Procédé d'aide au stationnement d'un véhicule automobile permettant le stationnement du véhicule depuis une voie de circulation vers un emplacement libre de stationnement et la sortie de ladite place de stationnement vers la voie de circulation, ledit véhicule automobile comprenant un système de détection d'obstacles, un système de 10 détection de places de stationnement, une direction assistée électrique pilotable en angle de braquage, un moteur et un système de freinage pilotables en couple, une boite de vitesse automatique ou un système dit «shift by wire », au moins un capteur odométrique, un accéléromètre, une interface visuelle et sonore et un moyen 15 d'activation d'une fonction pilotage automatique, caractérisé en ce que l'on calcule une consigne d'accélération (A) en fonction de la vitesse (V) du véhicule et de la distance (D) avec un obstacle et on calcule une consigne de couple de freinage (CFF) et une consigne de couple moteur (CmF) en fonction de la consigne d'accélération (A), de la vitesse du 20 véhicule (V) et de la pente (P) de la route. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel pour calculer une consigne de couple de freinage (CFF) et une consigne de couple moteur (CmF), on calcule une consigne initiale de couple moteur (Cm') et une consigne initiale de couple de freinage (CF') en fonction de la 25 consigne d'accélération (A) et de la pente (P) de la route, on vérifie s'il y a une interruption de la manoeuvre de stationnement, et on calcule une consigne finale de couple moteur (CmF) et une consigne finale de couple de freinage (CFF) et fonction des consignes initiales de couple (Cm', CH) et la détection de l'interruption.