Brevet FR3082488A1 — publié le 20191220

SYSTEME ET PROCEDE DE PRODUCTI ON DE DONNEES DE FONCTIONNEMENT D'UN VEHI CULE AUTOMOBI LE La présente invention se rapporte à un système et à un procédé de 5 production de données de fonctionnement d'un véhicule automobile. L'invention appartient au domaine de la conduite automobile autonome et trouve application dans le secteur automobile. La conduite autonome avec un niveau élevé d'automatisation, relevant typiquement du niveau 4 dans la classification de la SAE (société des 10 ingénieurs de l'automobile, en anglais "Society of Automotive Engineers") J3016 201609, nécessite la présence, dans le véhicule, d'une centrale inertielle, afin d'évaluer les mouvements du véhicule indépendamment de toute information provenant de l'extérieur du véhicule. Une telle centrale inertielle peut également être utilisée pour des 15 niveaux d'automatisation moins élevés, par exemple le niveau 2 dans la classification précitée de la SAE. Une centrale inertielle est typiquement constituée de gyroscopes et d'accéléromètres. Elle peut également inclure des magnétomètres. Par ailleurs, lorsque le véhicule est équipé d'une fonction de freinage 20 électronique du type à programme électronique de stabilité ou ESP (en anglais "Electronic Stability Program"), le module ESP utilise également des gyroscopes et des accéléromètres, afin d'assurer la fonction anti-retournement (en anglais ''anti-roll over") : le freinage est appliqué de façon sélective pour maintenir la stabilité du véhicule. 25 Ainsi, à la fois les modules de conduite autonome du véhicule et le module ESP nécessitent des centrales inertielles pour leur fonctionnement. On a déjà cherché à améliorer le fonctionnement de la centrale inertielle proprement dite, comme décrit par exemple par le document US-A8 065 104. 30 Néanmoins, le fait d'utiliser de façon indépendante deux familles de capteurs, à savoir ceux du module ESP et ceux de la centrale inertielle, alors qu'ils fournissent des données redondantes via leurs accéléromètres et gyroscopes respectifs, n'est pas optimal, que ce soit du point de vue de 2 l'encombrement représenté par l'ensemble des capteurs dans le véhicule ou que ce soit du point de vue de la qualité et de la précision des données utilisées. La présente invention a pour but de remédier à au moins un des 5 inconvénients précités de l'art antérieur. Dans ce but, la présente invention propose un système de production de données de fonctionnement pour un véhicule automobile, le système étant équipé d'un module de freinage à programme électronique de stabilité ou ESP, d'une centrale inertielle et de modules de conduite autonome, le module 10 électronique de freinage ESP fonctionnant à partir de données provenant d'une première pluralité de capteurs et la centrale inertielle fonctionnant à partir de données provenant d'une seconde pluralité de capteurs, le système comportant en outre une unité de calcul, le système étant remarquable en ce que l'unité de calcul est adaptée à recevoir des données en provenance des 15 première et seconde pluralités de capteurs et à leur appliquer un traitement de façon à produire des données de fonctionnement qui servent de données d'entrée au module de freinage ESP et aux modules de conduite autonome. Cela permet d'améliorer la fiabilité du module ESP et des modules de conduite autonome, en raison de la redondance des informations sur les 20 mouvements du véhicule, obtenues via les première et seconde pluralités de capteurs. En outre, le module ESP voit sa performance augmenter en raison de la plus grande qualité des données de vitesse de lacet (en anglais "yaw rate") et d'accélération latérale du véhicule. Cela permet d'améliorer la détection des 25 dérapages. Il en résulte une sécurité accrue pour les occupants du véhicule. Dans un mode particulier de réalisation, le traitement précité appliqué par l'unité de calcul comporte une première pondération des données en provenance de la première pluralité de capteurs et une seconde pondération de données en provenance de la seconde pluralité de capteurs, les première et 30 seconde pondérations étant différentes et évoluant dans le temps. Cela permet de définir l'information la plus pertinente parmi les données issues des différents capteurs. 3 Dans un mode particulier de réalisation, l'unité de calcul est intégrée dans la centrale inertielle. Cela permet de gagner en encombrement. Dans un mode particulier de réalisation, la première pluralité de 5 capteurs et la seconde pluralité de capteurs sont intégrées dans deux composants distincts. Cela permet de répartir au sein du véhicule les volumes occupés par les capteurs. Dans un mode particulier de réalisation, les première et seconde 10 pluralités de capteurs sont intégrées dans la centrale inertielle. Cela permet de simplifier le module ESP. Dans un autre mode particulier de réalisation, les première et seconde pluralités de capteurs sont intégrées dans un même composant. Cela permet de gagner en compacité et en nombre de faisceaux 15 électriques. Dans ce mode de réalisation, l'unité de calcul peut être intégrée dans un composant séparé hors de la centrale inertielle. Cela permet d'intégrer par exemple l'unité de calcul au sein d'un calculateur existant, par exemple dédié à la conduite autonome. 20 Ce composant séparé est ainsi, par exemple, une unité électronique de commande ou ECU (en anglais "Electronic Control Unit", littéralement Unité Electronique de Contrôle). Dans le mode de réalisation où les première et seconde pluralités de capteurs sont intégrées dans deux composants distincts, l'unité de calcul peut 25 également être intégrée dans un composant séparé hors de la centrale inertielle et ce composant séparé peut de même être une unité électronique de commande ou ECU. En variante, toujours dans le mode de réalisation où les première et seconde pluralités de capteurs sont intégrées dans deux composants distincts, 30 la première pluralité de capteurs et l'unité de calcul peuvent être intégrées dans un même composant. Selon une caractéristique particulière possible, la première pluralité de capteurs fait partie de la seconde pluralité de capteurs. 4 Cela est particulièrement avantageux, car cela permet de réduire le nombre de capteurs, ce qui facilite l'intégration dans le véhicule tout en diminuant la masse de celui-ci, en plus de réduire son coût de fabrication. Dans un tel cas de figure, l'ensemble des capteurs peut être réduit à 5 trois gyroscopes et trois accéléromètres. Dans le même but que celui indiqué plus haut, la présente invention propose également un procédé de production de données de fonctionnement d'un véhicule automobile, le véhicule étant équipé d'un module de freinage à programme électronique de stabilité ou ESP, d'une centrale inertielle et de 10 modules de conduite autonome, le module électronique de freinage ESP fonctionnant à partir de données provenant d'une première pluralité de capteurs et la centrale inertielle fonctionnant à partir de données provenant d'une seconde pluralité de capteurs, le procédé étant remarquable en ce qu'il comporte des étapes suivant lesquelles : 15 les première et seconde pluralités de capteurs envoient des données à une unité de calcul ; l'unité de calcul applique un traitement à ces données, de façon à produire des données de fonctionnement qui servent de données d'entrée au module de freinage ESP et aux modules de conduite autonome. 20 Les avantages et caractéristiques particulières du procédé étant similaires à ceux du système de production de données de fonctionnement, ils ne sont pas rappelés ici. D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après de modes particuliers de réalisation, donnés 25 à titre d'exemples nullement limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 illustre de façon schématique l'architecture d'un système de production de données de fonctionnement d'un véhicule automobile selon l'art antérieur ; 30 - la figure 2 illustre de façon schématique l'architecture d'un système de production de données de fonctionnement d'un véhicule automobile conforme à la présente invention, dans un premier mode de réalisation ; - la figure 3 illustre de façon schématique l'architecture d'un système de production de données de fonctionnement d'un véhicule automobile conforme à la présente invention, dans un deuxième mode de réalisation ; - la figure 4 illustre de façon schématique l'architecture d'un système 5 de production de données de fonctionnement d'un véhicule automobile conforme à la présente invention, dans un troisième mode de réalisation ; - la figure 5 illustre de façon schématique l'architecture d'un système de production de données de fonctionnement d'un véhicule automobile conforme à la présente invention, dans un quatrième mode de réalisation ; et - la figure 6 illustre de façon schématique l'architecture d'un système de production de données de fonctionnement d'un véhicule automobile conforme à la présente invention, dans un cinquième mode de réalisation. Dans toute la présente demande, on considère un véhicule automobile équipé d'un module de freinage à programme électronique de stabilité ou ESP, 15 d'une centrale inertielle ou IMU (en anglais "Inertial Measurement Unit") et de modules de conduite autonomes. Le module ESP, la centrale inertielle et les module de conduite autonome font partie du système de production de données de fonctionnement. De façon connue en soi et comme le montre la figure 1 qui illustre un 20 système de production de données de fonctionnement du véhicule selon l'art antérieur, le module de freinage ESP (représenté par le sigle "ESP" sur le dessin) fonctionne à partir de données provenant d'une première pluralité de capteurs 10 (les capteurs ESP) et la centrale inertielle 12 fonctionne à partir d'une seconde pluralité de capteurs 14 (les capteurs IMU). 25 Typiquement, la première pluralité de capteurs 10 (les capteurs ESP) comporte deux capteurs : un accéléromètre, fournissant l'accélération latérale du véhicule et un gyroscope, fournissant la vitesse de lacet du véhicule. Typiquement, la seconde pluralité de capteurs 14 (les capteurs IMU) comporte six capteurs : trois accéléromètres, fournissant respectivement les 30 accélérations linéaires du véhicule suivant trois directions X, Y, Z mutuellement orthogonales dans l'espace et trois gyroscopes, fournissant respectivement les vitesses de rotation autour des trois axes correspondant 6 respectivement aux trois directions X, Y et Z. De façon optionnelle, ils peuvent également comporter des magnétomètres. Le système de production de données de fonctionnement du véhicule selon l'art antérieur comporte en outre une unité 15 de calcul comprise dans la 5 centrale inertielle 12. Dans cette architecture de l'art antérieur, la première pluralité de capteurs 10 fournit des données de fonctionnement directement au module de freinage ESP, indépendamment des données provenant de la seconde pluralité de capteurs 14, qui sont transmises à l'unité 15 de calcul de la centrale 10 inertielle 12. L'unité 15 de calcul traite ces données et les fournit, sous forme de données de fonctionnement, aux modules de conduite autonome (représentés sur le dessin par le sigle "AD", en anglais "Autonomous Driving", conduite autonome). Les figures 2 à 6 illustrent des variantes de réalisation d'un système de 15 production de données de fonctionnement d'un véhicule automobile conforme à l'invention. Contrairement à l'art antérieur où les données de fonctionnement qui parviennent au module de freinage ESP et les données de fonctionnement qui parviennent aux modules de conduite autonome sont issues de séries de 20 capteurs distincts et sont traitées séparément, l'invention s'attache à combiner et fusionner les informations provenant des capteurs de la première pluralité de capteurs 10 et des capteurs de la seconde pluralité de capteurs 14, dans une unité 16 de calcul, pour ne constituer qu'un seul et même flux de données de fonctionnement transmis à la fois au module de freinage ESP et aux 25 modules de conduite autonome. Ainsi, dans la variante de réalisation de la figure 2, l'unité 16 de calcul qui reçoit à la fois les données en provenance de la première pluralité de capteurs 10 et les données en provenance de la seconde pluralité de capteurs 14 est intégrée dans la centrale inertielle 12. 30 Sur le dessin, l'unité 16 de calcul est symbolisée par le sigle FCB qui signifie en anglais "Fusion Computing Board", littéralement "Carte de calcul de fusion". 7 L'unité 16 de calcul applique un traitement aux données reçues en provenance des première et seconde pluralités de capteurs 10, 14, de façon à construire l'information la plus pertinente possible et la transmettre sous forme de données de fonctionnement communes au module de freinage ESP et 5 aux modules de conduite autonome. Ce traitement comporte avantageusement une pondération des données en provenance de la première pluralité de capteurs 10 et une pondération des données en provenance de la seconde pluralité de capteurs 14 différente de la pondération des données en provenance de la première 10 pluralité de capteurs 10, les deux pondérations évoluant dans le temps, en fonction des performances des capteurs de la première pluralité 10 et des capteurs de la seconde pluralité 14. En effet, les capteurs de la première pluralité 10 (les capteurs ESP) sont généralement précis au début de la phase de navigation à l'estime (en anglais "dead reckoning"), qui estime la position du véhicule sur la base d'informations purement internes au véhicule, puis leurs performances se dégradent dans le temps. On applique donc initialement une pondération plus élevée aux données provenant de la première pluralité de capteurs 10, puis on augmente 20 progressivement la pondération appliquée aux données provenant de la seconde pluralité de capteurs 14. A cet effet, on peut utiliser un filtre de Kalman, connu en soi de l'homme du métier. En variante, on peut utiliser une méthode du type à filtre particulaire 25 ou méthode de Monte-Carlo séquentielle, également connue en soi. Ces opérations de pondération sont identiques dans les modes de réalisation des figures 2 à 6. Dans le mode particulier de réalisation de la figure 2, les capteurs de la première pluralité de capteurs 10 sont intégrés dans un composant distinct de 30 celui comprenant les capteurs de la seconde pluralité de capteurs 14. La variante de réalisation de la figure 3 est identique à la variante de réalisation de la figure 2, à ceci près que les capteurs de la première pluralité 8 de capteurs 10 sont intégrés dans la centrale inertielle 12, comme les capteurs de la seconde pluralité de capteurs 14. Dans la variante de réalisation de la figure 4, les capteurs de la première pluralité de capteurs 10 et les capteurs de la seconde pluralité de 5 capteurs 14 sont intégrés dans un même composant 18, tandis que l'unité 16 de calcul est intégrée dans un composant séparé, hors de la centrale inertielle 12. L'unité 16 de calcul peut être indépendante ou intégrée dans un autre composant du véhicule tel qu'une unité électronique de commande ou ECU. La variante de réalisation de la figure 5 est identique à la variante de 10 réalisation de la figure 4, à ceci près que les capteurs de la première pluralité de capteurs 10 sont intégrés dans un composant distinct de celui comprenant les capteurs de la seconde pluralité de capteurs 14. Dans la variante de réalisation de la figure 6, les capteurs de la première pluralité de capteurs 10 ainsi que l'unité 16 de calcul sont intégrés 15 dans un même composant 20, tandis que les capteurs de la seconde pluralité de capteurs 14 sont intégrés dans un autre composant. Dans une autre variante de réalisation non représentée, on peut réduire le nombre de capteurs de la première pluralité de capteurs 10 (les capteurs ESP), en utilisant les capteurs de la seconde pluralité de capteurs 14 (les capteurs IMU) pour assurer le rôle des capteurs de la première pluralité de capteurs 10. Ainsi, au lieu de nécessiter la présence de quatre accéléromètres, dont un pour le module de freinage ESP et trois pour la centrale inertielle, on n'aura besoin que de trois accéléromètres et trois gyroscopes, l'un de ces accéléromètres et l'un de ces gyroscopes étant utilisés à la fois pour le module de freinage ESP et pour les modules de conduite autonome. Autrement dit, dans cette variante, la première pluralité de capteurs 10 fait partie de la seconde pluralité de capteurs 14, qui comporte trois accéléromètres et trois gyroscopes. Sachant que les capteurs IMU ont globalement de meilleures performances que les capteurs ESP, cette variante de réalisation permet aussi d'améliorer les performances du module de freinage ESP : il en résulte par 9 exemple une meilleure détection des dérapages, REVENDICATIONS1. Système de production de données de fonctionnement pour un véhicule automobile, ledit système étant équipé d'un module de freinage à programme électronique de stabilité ou ESP, d'une centrale inertielle (12) et de modules de conduite autonome, ledit module de freinage ESP fonctionnant à partir de données provenant d'une première pluralité de capteurs (10) et ladite centrale inertielle (12) fonctionnant à partir de données provenant d'une seconde pluralité de capteurs (14), ledit système comportant en outre une unité (16) de calcul, ledit système étant caractérisé en ce que ladite unité (16) de calcul est adaptée à recevoir des données en provenance desdites première et seconde pluralités de capteurs (10, 14) et à leur appliquer un traitement de façon à produire des données de fonctionnement qui servent de données d'entrée audit module de freinage ESP et auxdits modules de conduite autonome. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit traitement comporte une première pondération des données en provenance de ladite première pluralité de capteurs (10) et une seconde pondération de données en provenance de ladite seconde pluralité de capteurs (14), lesdites première et seconde pondérations étant différentes et évoluant dans le temps. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite unité (16) de calcul est intégrée dans ladite centrale inertielle (12). 4. Système selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite première pluralité de capteurs (10) et ladite seconde pluralité de capteurs (14) sont intégrées dans deux composants distincts. 5. Système selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdites première et seconde pluralités de capteurs (10, 14) sont intégrées dans ladite centrale inertielle (12). 11 6. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites première et seconde pluralités de capteurs (10, 14) sont intégrées dans un même composant (18). 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite unité (16) 5 de calcul est intégrée dans un composant séparé hors de la centrale inertielle (12). 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit composant séparé est une unité électronique de commande ou ECU. 9. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite unité (16) 10 de calcul est intégrée dans un composant séparé hors de la centrale inertielle (12). 10.Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit composant séparé est une unité électronique de commande ou ECU. 11.Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite première 15 pluralité de capteurs (10) et ladite unité (16) de calcul sont intégrées dans un premier composant (20) et ladite seconde pluralité de capteurs (14) est intégrée dans un second composant distinct dudit premier composant (20). 12.Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première 20 pluralité de capteurs (10) fait partie de ladite seconde pluralité de capteurs (14). 13.Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite seconde pluralité de capteurs (14) comporte trois gyroscopes et trois accéléromètres. 25 14.Procédé de production de données de fonctionnement pour un véhicule automobile, ledit véhicule étant équipé d'un module de freinage à programme électronique de stabilité ou ESP, de modules de conduite autonome, d'une première pluralité de capteurs (10) et d'une seconde pluralité de capteurs (14), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte des étapes suivant lesquelles : 12 une unité (16) de calcul reçoit desdites première et seconde pluralités de capteurs (10, 14) des données ; ladite unité (16) de calcul applique un traitement auxdites données, de façon à produire des données de fonctionnement qui 5 servent de données d'entrée audit module de freinage ESP et auxdits modules de conduite autonome. 15.Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que lors de l'étape d'application dudit traitement, ladite unité (16) de calcul effectue une première pondération des données en provenance de ladite première 10 pluralité de capteurs (10) et une seconde pondération de données en provenance de ladite seconde pluralité de capteurs (14), lesdites première et seconde pondérations étant différentes et évoluant dans le temps.