Brevet FR3066985A1 — publié le 20181207

Dispositif d'assistance à la conduite d'un véhicule automobile dans une voie de circulation La présente invention concerne le domaine des dispositifs d'assistance à la conduite d'un véhicule automobile dans une voie de circulation, et plus particulièrement des dispositifs pour maintenir le véhicule dans sa voie de circulation ou pour centrer le véhicule dans sa voie de circulation. De nos jours, des dispositifs d'assistance à la conduite d'un véhicule automobile dans une voie de circulation sont connus de l'état de la technique. Par exemple, des dispositifs de maintien d'un véhicule automobile dans une voie de circulation sont communément connus sous la dénomination anglo-saxonne « Lane Keeping Assist » ou par l'abréviation correspondante « LKA ». De même, des dispositifs de centrage d'un véhicule automobile dans sa voie de circulation sont communément connus sous la dénomination anglo-saxonne « Lane Centering Assist » ou par l'abréviation correspondante « LCA ». De tels systèmes sont généralement intégrés dans un calculateur du véhicule et en communication d'information avec une caméra et un contrôleur de réseau. Le contrôleur de réseau est un calculateur classiquement incorporé à un véhicule, et est plus communément connu sous la dénomination anglo-saxonne « Controller Area Network » ou par l'abréviation correspondante « CAN ». Ainsi intégré, un dispositif d'assistance à la conduite est capable de corriger une position latérale du véhicule par rapport à sa voie de circulation. Bien que de tels systèmes soient généralement considérés comme avantageux, ils n'apportent toutefois pas pleinement satisfaction. En effet, de nombreux paramètres agissant sur la fonction de tenue de cap réalisée par le véhicule peuvent causer cette dissymétrie des actions de correction lors de changements d'état de la route. On peut citer comme exemples de tels paramètres l'ensemble des liaisons du véhicule au sol, la géométrie de ces liaisons, les 3066985 2 articulations en caoutchouc, les amortisseurs, les pneumatiques, la pression des pneumatiques, les déformations verticales de la chaussée, les dévers de route, les conditions météorologiques comme en particulier l'humidité des contacts ou le vent latéral, le revêtement. 5 Cette liste n'est bien entendu pas exhaustive. Or les systèmes de l'art antérieur calculent une loi de commande en se basant sur ces paramètres qui peuvent évoluer en fonction du temps, tout en les considérant comme fixes. De ce fait, la loi de commande obtenue ne prend pas en compte la variation des paramètres internes et externes 10 du système. Il s'ensuit que la correction générée par le dispositif d'assistance est souvent inefficace. Pour pallier ces inconvénients, les dispositifs d'assistance de l'art antérieur proposent d'estimer tous les paramètres perturbateurs, afin de les compenser par la suite. Les estimations peuvent être mises 15 en oeuvre au moyen d'observateurs. Toutefois, ces estimations augmentent considérablement la complexité du dispositif. Au vu de ce qui précède, l'invention a pour but de fournir un dispositif d'assistance à la conduite dans une voie de circulation permettant un contrôle de la trajectoire d'un véhicule automobile 20 adapté à la plupart des conditions de fonctionnement de ce véhicule tout en limitant la complexité du dispositif. À cet effet, il est proposé un dispositif d'assistance à la conduite dans une voie de circulation pour véhicule automobile, comprenant un module de détermination d'au moins une variable 25 d'entrée choisie parmi des variables relatives au véhicule et des variables relatives à la voie de circulation, un module d'élaboration d'une consigne de correction en fonction de ladite variable d'entrée, et un module d'assistance apte à mettre en oeuvre une action d'assistance à la conduite en fonction de la consigne de correction. 30 Selon une caractéristique générale de ce dispositif d'assistance, ladite variable d'entrée comprend une position latérale du véhicule dans la voie de circulation et une vitesse de déviation latérale du véhicule. 3066985 3 Du fait de l'utilisation de telles variables d'entrée, l'assistance à la conduite mise en oeuvre par ce dispositif se rapproche de la perception et d'une réaction d'un conducteur humain. En effet, pour observer la déviation de son véhicule, un conducteur se sert de sa 5 vision périphérique, floue mais rapide, davantage que de sa vision fovéale, précise mais lente. Dans le champ de vision périphérique, le conducteur perçoit d'une part la position de son véhicule dans sa voie, et d'autre part la vitesse de déviation latérale du véhicule. Ainsi, le dispositif d'assistance selon l'invention peut mettre en oeuvre 10 l'assistance à la conduite de manière proche à celle de l'être humain dans n'importe quelle situation de fonctionnement, de sorte à gérer au mieux les situations les plus complexes. De préférence, ladite variable d'entrée comprend en outre au moins une variable choisie parmi une vitesse longitudinale du 15 véhicule, une largeur de la voie de circulation et une largeur du véhicule Comme cela sera expliqué par la suite, de telles variables d'entrée peuvent permettre d'affiner l'estimation d'autres variables d'entrée et/ou d'adapter de manière plus précise encore l'action de 20 correction. Selon un mode de réalisation, le module d'élaboration comprend une cartographie contenant des valeurs de consignes de correction en fonction de la position latérale du véhicule dans la voie de circulation et de la vitesse de déviation latérale du véhicule. 25 Du fait de l'utilisation d'une telle cartographie, on adapte de manière simple l'action de correction, et ainsi l'assistance à la conduite mise en oeuvre par le dispositif selon l'invention en tenant compte des variables d'entrée. Selon un autre mode de réalisation, le module de détermination 30 comprend un premier moyen de calcul d'un temps avant franchissement de limite de voie de circulation et le module d'élaboration comprend un second moyen de calcul apte à calculer la consigne de correction en fonction du temps avant le temps de franchissement calculé. 3066985 4 Le calcul d'une telle grandeur est une manière alternative à la cartographie pour adapter l'action de correction. Cette alternative nécessite davantage de ressources de calcul, mais la mémoire associée au dispositif d'assistance pourra être moins importante. Par ailleurs, 5 comme cela sera expliqué par la suite, le calcul de cette grandeur intermédiaire permet d'éviter les discontinuités de la consigne de correction. Avantageusement, dans l'un quelconque des modes de réalisation précités, le module d'élaboration tient également compte 10 d'une vitesse longitudinale du véhicule. Dans un mode de réalisation avantageux, le module d'assistance comprend un correcteur et un moyen de réglage d'au moins un paramètre du correcteur, le signal de consigne élaboré par le module d'élaboration étant un ensemble de paramètres du correcteur. 15 Une telle disposition fournit un correcteur à commande adaptative, de sorte à permettre l'adaptation de l'action de correction au moyen d'un unique correcteur. On limite ainsi encore davantage la complexité du dispositif d'assistance. Selon un autre mode de réalisation, le module d'assistance 20 comprend au moins deux correcteurs et un commuteur, le commuteur étant apte à activer l'un desdits correcteurs en fonction de la consigne de correction élaborée. Avec une telle configuration, le commuteur autorise le choix de correcteurs différents. Cette alternative complique légèrement la 25 structure du dispositif d'assistance selon l'invention, mais permet de limiter le nombre de cartographies incorporées dans ce dernier et de limiter le temps de calcul. Avantageusement, le module de détermination comprend une caméra apte à détecter au moins une variable mesurée choisie parmi 30 une position de limite de voie de circulation et un cap suivi par le véhicule, et un calculateur capable de déterminer, à partir de ladite variable mesurée, au moins une variable choisie parmi une largeur de voie de circulation et un centre de voie de circulation. 3066985 5 De préférence, le module d'élaboration comprend un moyen d'amortissement destiné à éviter une variation brusque de la consigne de correction, ledit moyen d'amortissement étant capable de filtrer la consigne de correction et/ou de réaliser une rampe entre deux valeurs 5 successives de la consigne de correction. Avec un tel moyen d'amortissement, on évite l'apparition d'oscillations du volant perceptibles par le conducteur. Avantageusement, le module d'élaboration comprend une bascule d'hystérésis. 10 Une telle bascule peut remplacer ou compléter le moyen d'amortissement. Comme cela sera expliqué par la suite, la bascule d'hystérésis permet aussi d'éviter l'apparition d'oscillations du volant perceptibles par le conducteur. Selon un autre aspect, il est proposé un procédé d'assistance à 15 la conduite d'un véhicule automobile dans une voie de circulation, dans lequel on mesure une position de limite de voie de circulation et un cap suivi par le véhicule, on détermine au moins une variable d'entrée choisie parmi des variables relatives au véhicule et des variables relatives à la voie de circulation, ladite variable d'entrée 20 comprenant une position latérale du véhicule dans la voie de circulation et une vitesse de déviation latérale du véhicule, on élabore une consigne de correction en fonction de ladite variable d'entrée, et on met en oeuvre une action d'assistance à la conduite en fonction de la consigne de correction. 25 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 annexés sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif 30 d'assistance selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 illustre une cartographie incorporée dans le dispositif de la figure 1, - la figure 3 est un schéma illustrant le fonctionnement du dispositif de la figure 1, 3066985 6 - la figure 4 représente schématiquement un dispositif d'assistance selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, - la figure 5 illustre une cartographie incorporée dans le dispositif de la figure 4, 5 - la figure 6 est une représentation schématique d'un dispositif d'assistance selon un troisième mode de réalisation de l'invention, et - la figure 7 illustre une cartographie incorporée dans le dispositif de la figure 6. En référence aux figures 1 et 3, un dispositif d'assistance à la 10 conduite dans une voie de circulation 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention est destiné à être incorporé dans un véhicule automobile 4 circulant dans une voie de circulation 6. Le dispositif d'assistance 1 est schématiquement représenté sur la figure 1 dans un schéma-bloc 2 illustrant la commande de la position du véhicule 4 15 dans la voie de circulation 6. La voie de circulation 6 est latéralement délimitée par deux limites 8 et 10. Dans l'exemple illustré, les limites 8 et 10 sont des lignes blanches discontinues matérialisées sur la chaussée. Toutefois, on ne sort bien évidemment pas du cadre de l'invention en envisageant 20 d'autres exemples de limites de voies de circulation, par exemple des lignes continues, des bords de route ou encore des marqueurs réfléchissants tels que des points de Bott. Le véhicule 4 comprend un système de direction 12. Alternativement, le véhicule comporte plusieurs systèmes de direction comme dans le cas d'un véhicule muni 25 de quatre roues directrices. En référence à la figure 1, le système de direction 12 est représenté sur le schéma-bloc 2. Le système 12 est capable de transformer un cap corrigé Cap corr en un cap final Cap fin du véhicule 4 sur la voie de circulation 6. 30 Le dispositif d'assistance 1 comporte un module de détermination 14. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le module de détermination 14 comprend une caméra 16 et un calculateur 18 en liaison d'information avec la caméra 16. La caméra 16 et le calculateur 3066985 7 18 sont en liaison d'information avec un contrôleur de réseau (non représenté) du véhicule 4. La caméra 16 est capable de détecter des variables relatives au véhicule 4 et à la voie de circulation 6. En l'espèce, la caméra 16 5 détecte la position, par rapport au véhicule 4, des limites 8 et 10. La caméra 16 détecte le cap suivi par le véhicule 4 par rapport à la direction des limites 8 et 10. Le calculateur 18 est capable de calculer la largeur L6 de la voie de circulation 6 à partir de la position des limites 8 et 10 détectée 10 par la caméra 16. Le calculateur 18 est capable de détecter une position du centre (non représenté) de la voie de circulation 6 à partir de la position des limites 8 et 10 détectée par la caméra 16 et de la largeur L6. Le calculateur 18 est capable de calculer une position latérale 15 Y4/6 du véhicule 4 dans la voie de circulation 6. Pour ce faire, le calculateur 18 tient compte de la position des limites 8 et 10 détectée par la caméra 16, de la largeur L6 et du centre de la voie de circulation 6. La position y4/6 délivrée par le calculateur 18 sera négative si le véhicule 4 est situé entre la limite 8 et le centre de la voie 6, et 20 positive si le véhicule 4 est situé entre la limite 10 et le centre de la voie 6. Le calculateur 18 est encore capable de calculer une vitesse de déviation latérale V4/6 du véhicule 4. Pour ce faire, le calculateur 18 tient compte du cap mesuré par la caméra 16 et d'une vitesse 25 longitudinale Viong du véhicule. Le calculateur 18 peut aussi dériver la position latérale Y4/6 du véhicule pour obtenir la vitesse latérale V4/6. De même que pour la position y4/6, la vitesse latérale V4/6 délivrée par le calculateur 18 est négative si le véhicule se déporte en direction de la limite 8 et positive si le véhicule 4 se déporte en direction de la 30 limite 10. La vitesse Viong est déterminée par des moyens propres au véhicule 4 et recueillie par le calculateur 18 auprès du contrôleur de réseau du véhicule. En outre, le calculateur 18 recueille auprès du contrôleur de réseau la largeur LVEH du véhicule. 3066985 8 Le dispositif d'assistance 1 comporte en outre un module d'élaboration 20. Le module d'élaboration 20 est en communication d'information avec le module de détermination 14. Le module d'élaboration 20 a pour fonction d'élaborer une consigne de correction 5 en tenant compte des variables d'entrée déterminées par le module de détermination 14. La consigne de correction permettra d'adapter l'action de correction aux conditions de fonctionnement du véhicule automobile 4 dans la voie de circulation 6. La structure du module d'élaboration 20 sera expliquée plus en détail par la suite. 10 Le dispositif d'assistance 1 comporte en outre un module d'assistance 22. Le module d'assistance 22 est en liaison d'information avec le module d'élaboration 20. Le module d'assistance 22 a pour fonction de mettre en oeuvre une action d'assistance à la conduite en tenant compte de la consigne de correction. 15 Dans le mode de réalisation de la figure 1, le module d'assistance 22 a pour fonction de corriger un écart par rapport à la consigne de cap Cap cons comme cela est représenté par le schéma-bloc 2. Le dispositif d'assistance 1 intervient donc automatiquement sur le système de direction 12 du véhicule 4. Toutefois, on ne sort pas 20 du cadre de l'invention en envisageant un module d'assistance fournissant une action d'assistance à la conduite d'une autre nature, par exemple en alertant le conducteur par affichage d'une alerte sur le tableau de bord. On peut tout aussi bien prévoir que le module d'assistance comprenne à la fois un moyen pour alerter le conducteur 25 et un moyen pour corriger la direction suivie par le véhicule 4. Le module d'assistance 22 comprend un correcteur 24. Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 1, le correcteur 24 est un correcteur proportionnel intégral dérivé (PID). Un tel correcteur a été choisi exprès pour simplifier l'exposé de l'invention. Toutefois, on 30 peut bien entendu envisager sans sortir du cadre de l'invention un autre type de correcteur, en particulier un correcteur plus évolué. Dans ce mode de réalisation, les trois paramètres ki, kp et kd du correcteur PID 24 sont modifiables. Le module d'assistance 22 comprend un moyen de réglage 26 en communication d'information 3066985 9 avec le correcteur 24. Plus particulièrement, le moyen de correction 26 est capable de modifier le réglage des paramètres ki, kp et kd. Pour modifier ces paramètres, le moyen de réglage 26 tient compte du signal de correction délivré par le module d'élaboration 20. 5 En référence aux figures 1 et 2, le module d'élaboration 20 comprend une cartographie 28. La cartographie 28 est représentée en détail sur la figure 2. Dans ce mode de réalisation, la cartographie 28 contient des valeurs de consignes de correction en fonction de la position y4/6, de la 10 vitesse V4/6 et de la vitesse longitudinale Viong. Les valeurs de consignes de correction sont notées sous la forme aiik, où, en référence à la figure 2 : - i désigne la position, de la gauche vers la droite, de la colonne dans laquelle doit être rangé y4/6, 15 - j indique la position, du bas vers le haut, de la ligne dans laquelle doit être rangé V4/6, et - k indique le plan dans lequel doit être rangé la vitesse longitudinale Viong du véhicule 4. Plus précisément, dans l'exemple illustré, on répartit les 20 valeurs i dans les colonnes de la cartographie 28 de la manière suivante : -L6 y4/6 --2. L6 i = 1 3 REVENDICATIONS1. Dispositif d'assistance (1, 33, 40) à la conduite dans une voie de circulation (6) pour véhicule automobile (4), comprenant un module de détermination (14) d'au moins une variable d'entrée choisie parmi des variables relatives au véhicule et des variables relatives à la voie de circulation, un module d'élaboration (20) d'une consigne de correction (aijk, (3, y) en fonction de ladite variable d'entrée, et un module d'assistance (22) apte à mettre en oeuvre une action d'assistance à la conduite en fonction de la consigne de correction (atuk, 13, 7), caractérisé en ce que ladite variable d'entrée comprend une position latérale (y4/6) du véhicule (4) dans la voie de circulation (6) et une vitesse de déviation latérale (V416) du véhicule (4). 2. Dispositif (1, 33, 40) selon la revendication 1, dans lequel ladite variable d'entrée comprend en outre au moins une variable choisie parmi une vitesse longitudinale du véhicule (Viong), une largeur (L6) de la voie de circulation (6) et une largeur (LvEH) du véhicule (4). 3. Dispositif (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le module d'élaboration (20) comprend une cartographie (28) contenant des valeurs de consignes de correction (auk) en fonction de la position latérale (y4/6) du véhicule (4) dans la voie de circulation (6) et de la vitesse de déviation latérale (V416) du véhicule (4). 4. Dispositif (33, 40) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le module de détermination (14) comprend un premier moyen de calcul (36) d'un temps avant franchissement de limite de voie de circulation (TAvF), le module d'élaboration (20) comprenant un second moyen de calcul (38, 50) apte à calculer la consigne de correction (3, y) en fonction du temps avant franchissement (TAvF) calculé. 5. Dispositif (1, 33) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le module d'assistance (22) comprend un correcteur (24) et un moyen de réglage (24) d'au moins un paramètre (ki, kp, kd) 3066985 17 du correcteur (22), le signal de consigne (auk, (3) élaboré par le module d'élaboration (20) étant un ensemble de paramètres du correcteur (24). 6. Dispositif (40) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le module d'assistance (22) comprend au moins deux 5 correcteurs (42, 44, 46, 47) et un commuteur (48), le commuteur (48) étant apte à activer l'un desdits correcteurs (42, 44, 46, 47) en fonction de la consigne de correction (y) élaborée. 7. Dispositif (1, 33, 40) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le module de détermination (14) 10 comprend une caméra (16) apte à détecter au moins une variable mesurée choisie parmi une position de limite (8, 10) de voie de circulation (6) et un cap suivi par le véhicule, et un calculateur (18) capable de déterminer, à partir de ladite variable mesurée, au moins une variable choisie parmi une largeur (L6) de voie de circulation (6) 15 et un centre de voie de circulation (6). 8. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le module d'élaboration (20) comprend un moyen d'amortissement (30) destiné à éviter une variation brusque de la consigne de correction (auk), ledit moyen d'amortissement (30) étant 20 capable de filtrer la consigne de correction (auk) et/ou de réaliser une rampe entre deux valeurs successives de la consigne de correction (c k). 9. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le module d'élaboration (20) comprend une bascule 25 d'hystérésis (32). 10. Procédé d'assistance à la conduite d'un véhicule automobile (4) dans une voie de circulation (6), dans lequel on mesure une position de limite (8, 10) de voie de circulation (6) et un cap suivi par le véhicule (4), on détermine au moins une variable d'entrée choisie 30 parmi des variables relatives au véhicule (4) et des variables relatives à la voie de circulation (6), ladite variable d'entrée comprenant une position latérale (y4/6) du véhicule (4) dans la voie de circulation (6) et une vitesse de déviation latérale (V416) du véhicule (4), on élabore une consigne de correction (auk, (3, y) en fonction de ladite variable 3066985 18 d'entrée, et on met en oeuvre une action d'assistance à la conduite en fonction de la consigne de correction (aijk, (3, y).