Brevet FR3098174A1 — publié le 20210108

Description Titre de l'invention : Procédé de pilotage d'un véhicule automobile Domaine technique de l'invention [0001] La présente invention concerne de manière générale les véhicules automobiles autonomes ou semi-autonomes (à conduite assistée). [0002] Elle concerne plus particulièrement un procédé de pilotage d'un véhicule automobile circulant sur une route, comportant : - une étape de mesure de la vitesse du véhicule automobile, - une étape de détermination d'un critère indiquant si le véhicule automobile doit ou non être stoppé, en fonction au moins dc la vitesse mesurée, et - une étape de calcul d'une consigne de freinage en fonction dudit critère. [0003] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine du freinage des véhicules à vitesse réduite. [0004] Elle concerne également un véhicule automobile adapté à mettre en oeuvre le procédé précité. Etat de la technique [0005] On cherche actuellement des solutions permettant d'accroître la sécurité des véhicules automobiles lorsqu'ils circulent sur route. [0006] Ces solutions proposent soit d'aider les conducteurs à conduire leurs véhicules en toute sécurité, soit de conduire ces véhicules de façon autonome, sans l'aide de conducteur. [0007] L'une des technologies employées à cette fin consiste en un régulateur de vitesse adaptatif, plus connu sous les initiales ACC (de l'anglais « adaptive cruise control »). Selon cette technologie, lorsque le conducteur a choisi une vitesse à laquelle il souhaiterait rouler, l'unité informatique embarquée dans le véhicule pilote ce dernier de façon à ce qu'il avance à cette vitesse tant qu'il n'y a aucun danger avéré et qu'il modifie cette vitesse lorsque la circulation est dense, dc manière à maintenir une bonne distance dc sécurité avec le véhicule précédant. [0008] Cette solution est par exemple décrite dans les documents 1JS6878096 et US7117077. [0009] Ces solutions nécessitent de connaître avec précision la vitesse instantanée du véhicule équipé de cette technologie. [0010] Malheureusement, les capteurs embarqués dans les véhicules pour mesurer cette vitesse ne sont pas fiables lorsque la vitesse est très faible (inférieure par exemple à 1 kin/h) [0011] Il s'ensuit un risque consistant à considérer que le véhicule est à l'arrêt alors qu'il 2 roule encore à vitesse réduite. [0012] Dans le document US6878096, il est alors prévu d'extrapoler l'arrêt du véhicule en tenant compte de l'évolution de sa vitesse, puis d'activer le frein parking et de changer le rapport de transmission (en mode Neutre puis Parking) lorsqu'on considère que le véhicule est à l'arrêt. [0013] Cette solution ne s'avère toutefois pas satisfaisante, notamment car elle risque d'activer le frein parking alors que le véhicule roule encore. Un autre inconvénient est qu'elle est susceptible d'arrêter le véhicule alors qu'aucun obstacle ne nécessite un tel arrêt. Présentation de l'invention [0014] Afin de remédier à l'inconvénient précité de l'état de la technique, la présente invention propose une solution permettant d'assurer l'arrêt complet du véhicule de façon progressive, et de préférence uniquement lorsque cela s'avère nécessaire. [0015] Plus particulièrement, on propose selon l'invention un procédé de pilotage tel que défini dans l'introduction, dans lequel : - tant que le critère indique que le véhicule automobile ne doit pas être stoppé, la consigne de freinage est calcifiée en utilisant une boucle de rétroaction fermée qui tient compte de la vitesse du véhicule automobile, et - si le critère indique que le véhicule automobile doit être stoppé, la consigne de freinage est calculée en boucle ouverte et est appliquée jusqu'à l'arrêt complet du véhicule automobile. [0016] Ainsi, grâce à l'invention, on commence par déterminer si les conditions dans lesquelles se trouve le véhicule requièrent l'arrêt complet du véhicule et, dans ce cas, le freinage du véhicule est réalisé selon une consigne indépendante de la vitesse mesurée du véhicule (et indépendante également de la position et de la vitesse des autres véhicules situés dans son environnement, et notamment indépendante de la vitesse du véhicule le précédent sur la route). [0017] Autrement formulé, dès que l'arrêt du véhicule est souhaité, une consigne de freinage est calculée pour une durée suffisante pour permettre l'arrêt complet du véhicule, puis cette consigne est appliquée telle quelle (sans être recalculée) jusqu'à cc que cet arrêt soit certain. [0018] D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé conforme à l'invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : - le critère est déterminé en fonction également d'une donnée externe relative à l'environnement du véhicule automobile ; - un autre véhicule automobile précédant ledit véhicule automobile sur la route, la 3 donnée externe comprend la vitesse dudit autre véhicule automobile et/ou la distance séparant les deux véhicules automobiles ; - à l'étape de calcul, si le critère indique que le véhicule automobile ne doit pas être stoppé, la consigne de freinage est calculée en fonction également de ladite distance et/ ou de la vitesse dudit autre véhicule automobile ; - si le critère indique que le véhicule automobile doit être stoppé, la consigne de freinage est calculée de façon à suivre un profil déterminé ; - le calcul de la consigne de freinage basculant d'un mode en boucle fermée à un mode en boucle ouverte à un instant donné, le profil est déterminé en fonction de la valeur de la consigne de freinage calculée en boucle fermée à l'instant donné ; - le profil est défini par une équation mathématique générale prédéterminée ; - le profil est déterminé en fonction de la pente de la route. [0019] L'invention propose également un véhicule automobile équipé d'une unité de pilotage programmée pour mettre en oeuvre le procédé défini ci-dessus. [0020] Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. Description détaillée de l'invention [0021] La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. [0022] Sur les dessins annexés : [0023] [fig.1] est une vue schématique de côté de deux véhicules automobiles roulant sur une route ; [0024] W8.21 est un graphique illustrant deux variantes de variation de consigne de freinage ; [0025] [fig.3] est un diagramme illustrant les étapes d'un procédé de pilotage conforme à l' invention. [0026] Sur la figure I. on a représenté deux véhicules automobiles 10. 20 roulant sur une route 30. [0027] Le véhicule automobile que l'on considérera plus particulièrement ici sera celui qui suit l'autre. Ce véhicule automobile sera ci-après appelé véhicule considéré 10. L'autre véhicule automobile sera appelé véhicule précédent 20. [0028] Comme cela apparaît sur la figure 1, le véhicule considéré 10 est ici une voiture classique, comportant un châssis qui est supporté par des roues et qui supporte lui-même différents équipements parmi lesquels un groupe motopropulseur, des moyens de freinage, et une unité de direction. [0029] Il pourra s'agir d'un véhicule à pilotage manuel, auquel cas ce dernier sera équipé de moyens d'assistance à la conduite, ou, préférentiellement, d'un véhicule autonome. [0030] Les moyens de freinage comportent par exemple quatre étriers de freins adaptés à pincer des disques de frein équipant les quatre roues du véhicule considéré 10. Ces moyens de freinage comportent en outre un actionneur adapté à actionner ces quatre étriers de freins lorsqu'il en reçoit la consigne afin de freiner le véhicule considéré 10. [0031] Ce véhicule considéré 10 est équipé de capteurs lui permettant de se repérer dans son environnement de façon à pouvoir piloter au moins les moyens de freinage de façon autonome, c'est-à-dire sans intervention humaine. [0032] Tout type de capteur pourrait être employé. [0033] Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le véhicule considéré 10 est équipé d'un télédétecteur RADAR 12 orienté vers l'avant du véhicule afin de déterminer la distance d10_20 séparant les deux véhicules automobiles 10, 20. Ce télédétecteur RADAR 12 est en outre ici adapté à mesurer la vitesse V20 du véhicule précédent 20. [0034] Le véhicule considéré 10 pourrait être équipé en variante d'une caméra ou de tout autre capteur de télémétrie (LIDAR ou SONAR). [0035] Le véhicule est par ailleurs équipé d'un capteur de vitesse adapté à mesurer la vitesse Vin avec laquelle il évolue sur la route 30. Ce capteur de vitesse est par exemple adapté à mesurer la vitesse de rotation des roues du véhicule à en déduire la valeur de la vitesse V10. [0036] Afin de traiter les informations fournies par ce capteur de vitesse et par le télé- détecteur RADAR 12 et afin d'être en mesure d'élaborer une consigne de freinage Cf du véhicule considéré 10, ce dernier est équipé d'une unité de pilotage ci-après appelée calculateur 11. [0037] Ce calculateur 11 comporte un processeur, une mémoire et différentes interfaces d'entrée et de sortie. [0038] Grâce à ses interfaces d'entrée, le calculateur 11 est adapté à recevoir des signaux d'entrée provenant du capteur de vitesse et du télédétecteur RADAR 12. [0039] La mémoire du calculateur 11 mémorise une application informatique, constituée de programmes d'ordinateur comprenant des instructions dont l'exécution par le processeur permet la mise en oeuvre par le calculateur du procédé décrit ci-après. [0040] Parmi ces programmes d'ordinateur, l'un assure la fonction de régulateur de vitesse adaptatif. [0041] Enfin, grâce à ses interfaces de sortie, le calculateur est adapté à transmettre des consignes aux différents organes du véhicule, et notamment aux moyens de freinage. [0042] Le procédé est illustré sur la figure 3. Il comporte plusieurs étapes mises en oeuvre de façon récursive, c'est-à-dire en boucle, à pas de temps réguliers. [0043] 11 comporte tout d'abord une étape d'initialisation E0 au cours de laquelle le cal- culatcur 11 acquiert la vitesse V10 du véhicule considéré 10, la vitesse V,0 du véhicule précédent 20 et la distance d1020 séparant ces deux véhicules. [0044] Au cours d'une seconde étape E2, le calculateur 11 détermine si la fonction de ré- gulateur de vitesse adaptatif est activée ou non. [0045] Si cc n'est pas le cas, le procédé se réinitialise et revient donc à l'étape EO. [0046] Si c'est le cas, le procédé se poursuit en une étape E4 au cours de laquelle le cal- culateur 11 calcule un critère n indiquant si le véhicule considéré 10 doit ou non être stoppé. [0047] Cc critère est de préférence calculé de façon à ce que l'arrêt du véhicule ne soit commandé que si les conditions l'exigent, c'est-à-dire pour prévenir tout accident avec le véhicule précédent 20. [0048] Cc critère a est calculé en fonction au moins de la vitesse V10 mesurée. [0049] En pratique, ce critère a. est calculé en fonction également d'au moins une donnée relative à l'environnement du véhicule considéré 10. [0050] Ici, il est calculé en fonction des deux vitesses V10. V20 mesurées et de la distance d ID 20- [0051] Dans le mode de réalisation ici considéré, pour déterminer la valeur de ce critère, il est prévu de comparer chacune de ces trois données V10, V20, d10 20 à un seuil prédéterminé. [0052] On compare ainsi la vitesse V10 du véhicule considéré 10 avec un premier seuil S10 de vitesse, qui est préférentiellement inférieur à 1 kilomètre par hem-e (km/h), et qui est ici avantageusement égal à 0,5 km/h [0053] On compare aussi la vitesse V20 du véhicule considéré 10 avec un second seuil 520 de vitesse, qui est préférentiellement inférieur à 5 km/h, et qui est ici avantageusement égal à 1 km/h. [0054] On compare également la distance dl 0 20 avec un troisième seuil S1020 de distance, qui est préférentiellement inférieur à 20 mètres, et qui est ici avantageusement égal à 8 mètres. [0055] Puis, si la vitesse V10 du véhicule considéré 10 est inférieure ou égale au premier seuil S10, et si la vitesse V20 du véhicule précédent 20 est inférieure ou égale au second seuil S20, et si la distance d10 20 est inférieure au troisième seuil 51020 (trois conditions cumulatives), le critère a est fixé à une valeur (par exemple 0) indiquant que le véhicule doit être stoppé. [0056] Dans le cas contraire, le critère a est fixé à une valeur (par exemple 1) indiquant que le véhicule doit continuer à être piloté à l'aide de la fonction de régulation de vitesse adaptative. [0057] A l'étape E6, la valeur de ce critère u est lue de façon à déterminer si le véhicule considéré 10 doit être stoppé ou non. 6 [0058] Dans le cas où la valeur du critère a est égale à 1, ce qui signifie que le véhicule doit continuer à être piloté à l'aide de la fonction de régulation de vitesse adaptative, la consigne de freinage Cf envoyée aux moyens de freinage est calculée au moyen d'une boucle de rétroaction fermée. [0059] Elle est ainsi calculée en comparant la vitesse V10 mesurée du véhicule considéré avec la consigne de vitesse souhaitée. Ainsi, si la vitesse V10 mesurée est supérieure à la consigne de vitesse souhaitée, la consigne de freinage Cf est déterminée de façon à être non nulle. [0060] Ici, la consigne de freinage Cf est calculée en fonction également de la distance d1020 et de la vitesse V20 du véhicule précédent 20. L'objectif est de s'assurer que le véhicule considéré 10 roule à une vitesse la plus proche de celle souhaitée par le conducteur, tout en maintenant une bonne distance de sécurité entre les deux véhicules (si la vitesse du véhicule précédent 20 est inférieure à la vitesse souhaitée). [0061] Dans le cas contraire où la valeur du critère a est égale à 0, ce qui signifie que le véhicule doit être stoppé, la consigne de freinage Cf envoyée aux moyens de freinage est calculée en boucle ouverte, c'est-à-dire sans boucle de rétroaction (autrement formulé sans tenir compte de la vitesse mesurée du véhicule considéré 10). Elle est en outre calculée indépendamment de toute donnée relative aux véhicules automobiles situés à proximité du véhicule considéré 10. [0062] Par « à proximité », on entend dans le champ de détection des capteurs du véhicule considéré 10. [0063] Dans ce cas, au cours d'une étape E8, la pente de la route 30 est acquise. Cette pente peut être mesurée par un capteur dédié, ou lue dans une base de données d'un logiciel de cartographie. [0064] Puis, au cours d'une étape EIO, la consigne de freinage Cf est calculée de façon à suivre un profil déterminé. [0065] Ce profil présente une forme générale prédéterminée. Il peut ainsi présenter une forme rectiligne (profil PI sur la figure 2) définie par une équation linéaire, ou une forme courbe définie par une équation exponentielle ou polynomiale (profil P2 sur la figure 2), ou encore une forme de courbe de Bézier, ou plus généralement toute forme définie par une équation mathématique prédéterminée. [0066] 11 est toutefois prévu d'ajuster initialement les coefficients de cette équation ma- thématique en fonction de deux paramètres. [0067] Le premier de ces paramètres est la pente de la route (le freinage devant être plus intense en descente qu'en montée). [0068] Le second de ces paramètres est l'intensité du freinage au moment où la consigne de freinage Cf est calculée pour la première fois en boucle ouverte. [0069] Sur la figure 2, on observe ainsi que jusqu'à l'instant to, la consigne de freinage était 7 calculée en boucle fermée à l'aide de la fonction de régulation de vitesse adaptative. [0070] A l'instant to, on considère que toutes les conditions sont réunies pour passer d'un mode de calcul de la consigne de freinage Cf en boucle fermée à un mode de calcul en boucle ouverte. [0071] Alors, pour éviter tout à-coup dû à une discontinuité de la consigne de freinage Cf, la valeur Cft, de la consigne de freinage Cf calculée en boucle fermée à l'instant to est lue, et les coefficients de l'équation mathématique utilisée sont ajustés de façon à cc que l'évolution de la consigne de freinage Cf dans le temps reste continue, et, de préférence, continu ment dérivable. [0072] Au cours de l'étape El 2, cette consigne de freinage Cf est transmise aux moyens de freinage. Elle est alors appliquée telle quelle jusqu'à l'arrêt complet du véhicule considéré 10 (c'est-à-dire sans faire de nouveau calcul). [0073] Ainsi, à l'étape E14, on cherche à détecter l'arrêt complet du véhicule. On peut pour cela par exemple utiliser des capteurs télémétriques du véhicule, ou des capteurs intégrés dans les étriers de frein. [0074] Tant que l'arrêt n'est pas complet, alors, la consigne de freinage Cf est appliquée aux moyens de freinage en suivant le profil déterminé. [0075] Lorsque l'arrêt complet est détecté, le processus s'interrompt (étape El 6). [0076] La présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et re- présenté, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à l'invention. [0077] Ainsi, en variante, on pourrait ne pas chercher à détecter l'arrêt complet du véhicule. Dans cette variante, la consigne de freinage calculée en boucle ouverte serait alors surévaluée de façon à s'assurer que le véhicule s'an-ête bien. 8 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] REVENDICATIONSProcédé dc pilotage d'un véhicule automobile (10) circulant sur une route (30), comportant : - une étape dc mesure dc la vitesse (V10) du véhicule automobile (10), - une étape dc détermination d'un critère (a) indiquant si le véhicule automobile (10) doit ou non être stoppé, en fonction au moins dc la vitesse (V,0) mesurée, et - une étape dc calcul d'une consigne dc freinage (CI) en fonction dudit critère (a), caractérisé en ce que tant que le critère (u) indique que le véhicule automobile (10) ne doit pas être stoppé, la consigne de freinage (CO est calculée en utilisant une boucle de rétroaction fermée qui tient compte de la vitesse (V10) du véhicule automobile (10), et en ce que si le critère (a) indique que le véhicule automobile (10) doit être stoppé, la consigne de freinage (Cf) est calculée en boucle ouverte et est appliquée jusqu'à l'arrêt complet du véhicule automobile (10). Procédé de pilotage selon la revendication précédente, dans lequel le critère (a) est déterminé en fonction également d'une donnée externe relative à l'environnement du véhicule automobile (10). Procédé de pilotage selon la revendication précédente, dans lequel, un autre véhicule automobile (20) précédant ledit véhicule automobile (10) sur la route (30), la donnée externe comprend la vitesse (V20) dudit autre véhicule automobile (20) et/ou la distance (d1020) séparant les deux véhicules automobiles (10, 20). Procédé de pilotage selon la revendication précédente, dans lequel, à l'étape de calcul, si le critère (a) indique que le véhicule automobile (10) ne doit pas être stoppé, la consigne de freinage (Cf) est calculée en fonction également de ladite distance (d1020) et/ou de la vitesse (V20) dudit autre véhicule automobile (20). Procédé de pilotage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, si le critère (a) indique que le véhicule automobile doit être stoppé, la consigne de freinage (Cf) est calculée de façon à suivre un profil (Pi ; P2) déterminé. Procédé de pilotage selon la revendication précédente, dans lequel, le calcul de la consigne de freinage (Cl) basculant d'un mode en boucle fermée à un mode en boucle ouverte à un instant (t0) donné, le profil (P1 ; P2) est déterminé en fonction de la valeur (Cf0) de la consigne de 9 [Revendication 7] freinage (a) calculée en boucle fermée à l'instant (to) donné. [Revendication 8] Procédé de pilotage selon l'une des deux revendications précédentes, dans lequel le profil (P1 ; P2) est défini par une équation mathématique générale prédéterminée. [Revendication 9] Procédé de pilotage selon l'une des trois revendications précédentes, dans lequel le profil (P1 ; P2) est déterminé en fonction de la pente de la route (30). Véhicule automobile (10) comportant une unité de pilotage (11) autonome ou assistée, caractérisé en ce que l'unité de pilotage (11) est programmée pour mettre en oeuvre un procédé de pilotage conforme à l'une des revendications précédentes.