Brevet FR3125265A1 — publié le 20230120

L’invention concerne un procédé de contrôle en temps réel de la trajectoire d’un véhicule automobile circulant sur une voie de circulation, comprenant des étapes de : - détection d’un virage de la voie de circulation, puis, lorsque le véhicule automobile emprunte ledit virage, - détermination d’une première grandeur et d’une deuxième grandeur pour une pluralité de pas d’échantillonnage successifs, à partir de variables d’état caractéristiques du déplacement du véhicule automobile, - détermination d’une première valeur stockée et d’une deuxième valeur stockée, ladite première valeur stockée étant fonction de la première grandeur déterminée au pas d’échantillonnage courant et de premières grandeurs déterminées pour au moins un des pas d’échantillonnage précédents, ladite deuxième valeur stockée étant fonction de la deuxième grandeur déterminée au pas d’échantillonnage courant et de deuxièmes grandeurs déterminées pour au moins un des pas d’échantillonnage précédents, - mémorisation desdites première valeur stockée et deuxième valeur stockée déterminées pour chaque pas d’échantillonnage, puis lorsque le véhicule automobile quitte ledit virage : - détermination d’une valeur du gradient de sous-virage en fonction desdites première valeur stockée et deuxième valeur stockée mémorisées, et - détermination d’une commande du véhicule automobile sur la base de la valeur du gradient de sous-virage déterminée. Figure pour l’abrégé : Fig. 4 procédé et dispositif de contrôle de la trajectoire d’un véhicule automobile circulant sur une voie de circulation et véhicule associé Domaine technique de l'invention La présente invention concerne de manière générale la commande de trajectoire d’un véhicule automobile, afin notamment de maintenir le véhicule automobile dans une voie de circulation lors d’un virage. Elle concerne plus particulièrement un procédé et un dispositif de contrôle de la trajectoire d’un véhicule automobile circulant sur une voie de circulation. L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant un tel dispositif de contrôle de la trajectoire. Etat de la technique Les véhicules automobiles autonomes ou semi-autonomes sont prévus pour rouler sur des routes ouvertes sans intervention du conducteur. Ils sont équipés pour cela d’une série de capteurs numériques permettant d’acquérir des données caractérisant l’état du véhicule automobile et l’environnement. Le véhicule automobile est également muni de logiciels permettant d’analyser ces données. Ces logiciels utilisent des algorithmes permettant ensuite de générer des commandes afin de diriger le véhicule automobile. En particulier, ces logiciels sont conçus pour notamment générer une loi de commande contrôlant un système de direction assistée de manière à maintenir le véhicule automobile au centre de la voie de circulation. Une telle loi de commande est classiquement désignée par l’appellation d’origine anglo-saxonne « Lane Centering Assist » (LCA). La loi de commande permet notamment d’ajuster l’angle de braquage des roues directrices du véhicule automobile. Cet angle de braquage dépend de la courbure de la voie de circulation, de la vitesse du véhicule automobile et d’un paramètre appelé gradient de sous-virage, qui quantifie le comportement du véhicule automobile lors de sa prise de virage. Le gradient de sous-virage peut être défini comme la quantité d’angle à apporter à la roue pour que le véhicule automobile observe une accélération latérale de 1 m/s 2 . Ce paramètre n’est pas mesurable. De plus, la plage de variations de ce paramètre est assez importante et cela peut entraîner une mauvaise consigne pour l’angle de braquage et donc un décentrage important du véhicule automobile lors de la prise de virage. La demande de brevet FR3104106 décrit une méthode de détermination du gradient de sous-virage. Cette méthode repose sur la modification de cette grandeur par rapport à une valeur nominale dès qu’un survirage est observé. Cependant, les changements rencontrés au cours du trajet du véhicule automobile, par exemple les changements de chargement du véhicule automobile, qui ont un fort impact sur la valeur du gradient de sous-virage (et donc sur la valeur de l’angle de braquage) ne sont pas pris en compte de manière instantanée lors du déplacement du véhicule automobile. Présentation de l'invention La présente invention propose d’améliorer le contrôle de la trajectoire d’un véhicule automobile lors de la prise d’un virage en tenant compte, en temps réel, des évolutions rencontrées lors du déplacement du véhicule automobile. Plus particulièrement, on propose selon l’invention un procédé de de contrôle de la trajectoire d’un véhicule automobile circulant sur une voie de circulation, comprenant des étapes de : - détection d’un virage de la voie de circulation, puis, lorsque le véhicule automobile emprunte ledit virage, - détermination d’une première grandeur et d’une deuxième grandeur pour une pluralité de pas d’échantillonnage successifs, à partir de variables d’état caractéristiques du déplacement du véhicule automobile, - détermination d’une première valeur stockée et d’une deuxième valeur stockée, ladite première valeur stockée étant fonction de la première grandeur déterminée au pas d’échantillonnage courant et de premières grandeurs déterminées pour au moins un des pas d’échantillonnage précédents, ladite deuxième valeur stockée étant fonction de la deuxième grandeur déterminée au pas d’échantillonnage courant et de deuxièmes grandeurs déterminées pour au moins un des pas d’échantillonnage précédents, - mémorisation desdites première valeur stockée et deuxième valeur stockée déterminées pour chaque pas d’échantillonnage, puis lorsque le véhicule automobile quitte ledit virage : - détermination d’une valeur du gradient de sous-virage en fonction desdites première valeur stockée et deuxième valeur stockée mémorisées, et - détermination d’une commande du véhicule automobile sur la base de la valeur du gradient de sous-virage déterminée. Ainsi, grâce à l’invention, les valeurs de gradient de sous-virage sont déterminées, de manière régulière et en temps réel, lors du déplacement du véhicule automobile. Plus particulièrement la valeur de gradient sous-virage est déterminée et actualisée de virage en virage tout au long du déplacement du véhicule automobile sur la voie de circulation. De manière avantageuse, la consigne de commande de la trajectoire du véhicule automobile est donc également ajustée en temps réel. Cela permet alors de maintenir un véhicule automobile le plus proche de la trajectoire idéale au centre de la voie de circulation (en ligne droite comme en virage) sans entraîner des changements brutaux de trajectoire. Cela permet donc de garantir le confort des occupants du véhicule automobile en évitant les à-coups lors des changements de commande de la trajectoire. La présente invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le cas de véhicules lourds ou de véhicules utilitaires dont la répartition du chargement peut varier au cours du déplacement (par exemple lors de livraison). Le gradient de sous-virage est ainsi ajusté tout au long du déplacement du véhicule automobile, en tenant compte de ces modifications de chargement et sans intervention extérieure. D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé de contrôle conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : - la première valeur stockée est fonction de la somme de la première grandeur déterminée au pas d’échantillonnage courant et de premières grandeurs déterminées pour au moins un des pas d’échantillonnage précédents et la deuxième valeur stockée est fonction de la somme de la deuxième grandeur déterminée au pas d’échantillonnage courant et de deuxièmes grandeurs déterminées pour au moins un des pas d’échantillonnage précédents ; - les variables d’état caractéristiques du déplacement du véhicule automobile sont fonction d’une composante d’un angle de braquage d’une roue du véhicule automobile, d’une courbure de la voie de circulation, d’une vitesse de déplacement du véhicule automobile ou d’un empattement du véhicule automobile ; - il est également prévu, préalablement à l’étape de détection du virage, une étape d’initialisation d’une valeur de gradient de sous-virage à partir d’une valeur prédéterminée ; - l’étape de détermination de la valeur du gradient de sous-virage est mise en œuvre d’un virage à un autre virage emprunté par le véhicule automobile ; - il est également prévu une étape de correction de la valeur du gradient de sous-virage afin de déterminer une valeur intermédiaire du gradient de sous-virage, ladite valeur intermédiaire du gradient de sous-virage étant déterminée sur la base d’une pondération entre la valeur du gradient de sous-virage déterminée et une valeur prédéterminée ; - la valeur du gradient de sous-virage est déterminée sur la base d’un rapport entre la première valeur stockée et la deuxième valeur stockée ; - il est également prévu des étapes de : a) détermination d’une première valeur d’accélération et d’une deuxième valeur d’une autre accélération du véhicule automobile, b) détermination d’une différence entre la première valeur d’accélération et la deuxième valeur de l’autre accélération, c) si la différence déterminée est supérieure à un seuil prédéterminé, autre correction de la valeur du gradient de sous-virage à partir d’une valeur de correction fonction de ladite différence déterminée ; - la détection du virage dépend de paramètres caractéristiques du déplacement du véhicule automobile, une partie au moins des paramètres étant choisis parmi un angle d’une roue avant du véhicule automobile, une vitesse de lacet du véhicule automobile, un écart latéral entre le centre de gravité du véhicule automobile et une trajectoire idéale, une accélération transversale du véhicule automobile ou une vitesse de déplacement du véhicule automobile ; - la première grandeur et la deuxième grandeur sont déterminées à partir d’une méthode des moindres carrés récursifs fonction de variables d’état caractéristiques du déplacement du véhicule automobile ; et - l’étape de détermination de la commande du véhicule automobile comprend une sous-étape de détermination d’une composante d’un angle de braquage d’une roue du véhicule automobile. L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur, un système de direction, et un dispositif de contrôle en temps réel de la trajectoire, tel qu’introduit précédemment, adapté à commander le système de direction. L’invention concerne également un dispositif de contrôle de la trajectoire d’un véhicule automobile circulant sur une voie de circulation, comprenant un calculateur et une mémoire munie d’une base de données présentant un nombre d’emplacements fini, ledit calculateur étant conçu pour : - détecter un virage de la voie de circulation, puis, lorsque le véhicule automobile emprunte ledit virage, - déterminer une première grandeur et une deuxième grandeur pour une pluralité de pas d’échantillonnage successifs, à partir de variables d’état caractéristiques du déplacement du véhicule automobile, - déterminer une première valeur stockée et une deuxième valeur stockée, ladite première valeur stockée étant fonction de la première grandeur déterminée au pas d’échantillonnage courant et de premières grandeurs déterminées pour au moins un des pas d’échantillonnage précédents, ladite deuxième valeur stockée étant fonction de la deuxième grandeur déterminée au pas d’échantillonnage courant et de deuxièmes grandeurs déterminées pour au moins un des pas d’échantillonnage précédents, - mémoriser lesdites première valeur stockée et deuxième valeur stockée déterminées pour chaque pas d’échantillonnage, puis lorsque le véhicule automobile quitte ledit virage : - déterminer une valeur du gradient de sous-virage en fonction desdites première valeur stockée et deuxième valeur stockée mémorisées, et - déterminer une commande du véhicule automobile sur la base de la valeur du gradient de sous-virage déterminée. L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur, un système de direction, et un dispositif de contrôle en temps réel de la trajectoire, tel qu’introduit précédemment, adapté à commander le système de direction. 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. Procédé de contrôle de la trajectoire d’un véhicule automobile (1) circulant sur une voie de circulation, comprenant des étapes de : - détection d’un virage de la voie de circulation, puis, lorsque le véhicule automobile (1) emprunte ledit virage, - détermination d’une première grandeur (Φ(δt) T .Y(δt)) et d’une deuxième grandeur (Φ(δt) T .Φ(δt)) pour une pluralité de pas d’échantillonnage successifs (δt), à partir de variables d’état (Φ, Y) caractéristiques du déplacement du véhicule automobile (1), - détermination d’une première valeur stockée (Φ T .Y) et d’une deuxième valeur stockée (Φ T .Φ), ladite première valeur stockée (Φ T .Y) étant fonction de la première grandeur (Φ(δt) T .Y(δt)) déterminée au pas d’échantillonnage courant et de premières grandeurs déterminées pour au moins un des pas d’échantillonnage précédents, ladite deuxième valeur stockée (Φ T .Φ) étant fonction de la deuxième grandeur (Φ(δt) T .Φ(δt)) déterminée au pas d’échantillonnage courant et de deuxièmes grandeurs déterminées pour au moins un des pas d’échantillonnage précédents, - mémorisation desdites première valeur stockée (Φ T .Y) et deuxième valeur stockée (Φ T .Φ) déterminées pour chaque pas d’échantillonnage (δt), puis lorsque le véhicule automobile (1) quitte ledit virage : - détermination d’une valeur du gradient de sous-virage (∇ SV_ δ t _act ) en fonction desdites première valeur stockée (Φ T .Y) et deuxième valeur stockée (Φ T .Φ) mémorisées, et - détermination d’une commande du véhicule automobile (1) sur la base de la valeur du gradient de sous-virage (∇ SV_ δ t _act ) déterminée. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la première valeur stockée (Φ T .Y) est fonction de la somme de la première grandeur (Φ(δt) T .Y(δt)) déterminée au pas d’échantillonnage courant et de premières grandeurs déterminées pour au moins un des pas d’échantillonnage précédents et la deuxième valeur stockée (Φ T .Φ) est fonction de la somme de la deuxième grandeur (Φ(δt) T .Φ(δt)) déterminée au pas d’échantillonnage courant et de deuxièmes grandeurs déterminées pour au moins un des pas d’échantillonnage précédents. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les variables d’état (Φ, Y) caractéristiques du déplacement du véhicule automobile (1) sont fonction d’une composante (δ FFD ) d’un angle de braquage d’une roue du véhicule automobile (1), d’une courbure de la voie de circulation, d’une vitesse (v) de déplacement du véhicule automobile (1) ou d’un empattement (L) du véhicule automobile (1). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’étape de détermination de la valeur du gradient de sous-virage est mise en œuvre d’un virage à un autre virage emprunté par le véhicule automobile (1). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant également une étape de correction de la valeur du gradient de sous-virage afin de déterminer une valeur intermédiaire du gradient de sous-virage (∇ SV_ δ t _int ), ladite valeur intermédiaire du gradient de sous-virage (∇ SV_ δ t _int ) étant déterminée sur la base d’une pondération entre la valeur du gradient de sous-virage déterminée (∇ SV_ δ t _act ) et une valeur prédéterminée. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la valeur du gradient de sous-virage (∇ SV_ δ t _act ) est déterminée sur la base d’un rapport entre la première valeur stockée (Φ T .Y) et la deuxième valeur stockée (Φ T .Φ). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant également des étapes de : - détermination d’une première valeur d’accélération et d’une deuxième valeur d’une autre accélération du véhicule automobile, - détermination d’une différence entre la première valeur d’accélération et la deuxième valeur de l’autre accélération, - si la différence déterminée est supérieure à un seuil prédéterminé, autre correction de la valeur du gradient de sous-virage à partir d’une valeur de correction fonction de ladite différence déterminée. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la détection du virage dépend de paramètres caractéristiques du déplacement du véhicule automobile (1), une partie au moins des paramètres étant choisis parmi un angle d’une roue avant du véhicule automobile (1), une vitesse de lacet du véhicule automobile (1), un écart latéral entre le centre de gravité (G) du véhicule automobile (1) et une trajectoire idéale, une accélération transversale du véhicule automobile (1) ou une vitesse de déplacement du véhicule automobile (1). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la première grandeur (Φ(δt) T .Y(δt)) et la deuxième grandeur (Φ(δt) T .Φ(δt)) sont déterminées à partir d’une méthode des moindres carrés récursifs fonction de variables d’état (Φ, Y) caractéristiques du déplacement du véhicule automobile (1). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel l’étape de détermination de la commande du véhicule automobile (1) comprend une sous-étape de détermination d’une composante (δ FFD ) d’un angle de braquage d’une roue du véhicule automobile (1). Dispositif de contrôle (10) de la trajectoire d’un véhicule automobile (1) circulant sur une voie de circulation, comprenant un calculateur (12) et une mémoire (14) munie d’une base de données présentant un nombre d’emplacements fini, ledit calculateur (12) étant conçu pour : - détecter un virage de la voie de circulation, puis, lorsque le véhicule automobile (1) emprunte ledit virage, - déterminer une première grandeur (Φ(δt) T .Y(δt)) et une deuxième grandeur (Φ(δt) T .Φ(δt)) pour une pluralité de pas d’échantillonnage successifs (δt), à partir de variables d’état (Φ, Y) caractéristiques du déplacement du véhicule automobile (1), - déterminer une première valeur stockée (Φ T .Y) et une deuxième valeur stockée (Φ T .Φ), ladite première valeur stockée (Φ T .Y) étant fonction de la première grandeur (Φ(δt) T .Y(δt)) déterminée au pas d’échantillonnage courant et de premières grandeurs déterminées pour au moins un des pas d’échantillonnage précédents, ladite deuxième valeur stockée (Φ T .Φ) étant fonction de la deuxième grandeur (Φ(δt) T .Φ(δt)) déterminée au pas d’échantillonnage courant et de deuxièmes grandeurs déterminées pour au moins un des pas d’échantillonnage précédents, - mémoriser lesdites première valeur stockée (Φ T .Y) et deuxième valeur stockée (Φ T .Φ) déterminées pour chaque pas d’échantillonnage (δt), puis lorsque le véhicule automobile (1) quitte ledit virage : - déterminer une valeur du gradient de sous-virage (∇ SV_ δ t _act ) en fonction desdites première valeur stockée (Φ T .Y) et deuxième valeur stockée (Φ T .Φ) mémorisées, et - déterminer une commande du véhicule automobile (1) sur la base de la valeur du gradient de sous-virage (∇ SV_ δ t _act ) déterminée. Véhicule automobile (1) comprenant un groupe motopropulseur, un système de direction, et un dispositif de contrôle (10) en temps réel de la trajectoire selon la revendication 11 adapté à commander le système de direction.