Brevet FR3132263A1 — publié le 20230804

Dispositif ( 10 ) de régulation adaptative de la vitesse d'un véhicule automobile, ce dispositif comprenant - un premier module ( 1 ) de calcul configuré pour déterminer une accélération potentielle ( AP ) du véhicule automobile en fonction d'au moins - une différence entre une distance séparant le véhicule automobile d'un obstacle situé devant ce véhicule automobile et une distance inter-véhicule de référence; - une vitesse relative du véhicule automobile par rapport audit obstacle, l'accélération potentielle déterminée permettant d'atteindre une vitesse relative du véhicule automobile par rapport à l'obstacle sensiblement nulle à la distance inter-véhicule de référence de l'obstacle ; - un deuxième module ( 2 ) de calcul configuré pour multiplier l'accélération potentielle ( AP ) déterminée par un coefficient d'amplification associé à un indice de criticité, - un troisième module ( 3 ) de calcul configuré pour filtrer l'accélération potentielle amplifiée ( AP’ ) pour générer une consigne d'accélération ( CA ). Figure pour l’abrégé : Fig.1 Méthodes et dispositifs de régulation de vitesse adaptative d’un véhicule automobile La présente invention a trait au domaine des régulateurs de la dynamique longitudinale d'un véhicule automobile, et plus particulièrement aux méthodes et dispositifs de régulation de vitesse adaptative d’un véhicule automobile, ainsi qu'aux véhicules automobiles équipés de tels dispositifs. Un régulateur de vitesse adaptatif (plus connu sous le nom anglais « Adaptive Cruise Control» ou ACC) permet, entre autres, d'ajuster automatiquement (augmenter ou réduire) la vitesse d'un véhicule automobile en fonction d'informations relatives à son environnement à l'instant considéré. Ces informations comprennent, lorsque le véhicule automobile s'approche d'un obstacle (typiquement, un autre véhicule qui le précède) plus lent, la vitesse relative du véhicule porteur par rapport à l'obstacle situé devant le véhicule porteur et la différence entre la distance séparant le véhicule porteur de l'obstacle et une distance de référence (souvent dite distance inter-véhicule). Ces informations sont utilisées pour calculer une accélération potentielle du véhicule permettant d'atteindre une vitesse convenable pour le placer derrière l'obstacle à la distance de référence. Cette accélération potentielle est une valeur d'accélération longitudinale susceptible d'être appliquée lors de la phase d'accostage. Pour des besoins de confort et de sécurité tenant compte de la vitesse et/ou de l’évolution de la vitesse du véhicule porteur, l'accélération potentielle calculée est filtrée pour en déterminer une consigne d'accélération à appliquer à la chaîne cinématique du véhicule automobile. Un filtrage de l'accélération potentielle permet de réduire la variation d’accélération (secousse ou jerk selon une terminologie anglo-saxonne) en lissant les variations en régime transitoire à l'effet d'un confort dynamique. Cependant, un inconvénient majeur des méthodes et dispositifs de régulation de vitesse adaptative existants est que, lorsque la vitesse relative est importante et/ou la distance entre le véhicule porteur et l'obstacle est faible, le conducteur du véhicule porteur ne remarque pas réellement la vitesse de l'obstacle, mais ressent clairement son approche très rapide de cet obstacle et/ou une proximité avec l'obstacle plus étroite que désirée. Une vitesse d'approche rapide et/ou une distance inter-véhicule faible lors d'un accostage impliquent souvent une augmentation du stress du conducteur par peur d'un risque de collision. Il en résulte, dans de telles situations, un inconfort psychologique pour le conducteur du fait de sa propre lecture du comportement du régulateur de vitesse adaptatif. Un objet de la présente invention est de pallier au moins en partie les inconvénients précités. Un autre objet de la présente invention est de trouver, dans la régulation de vitesse adaptative, un compromis entre le confort dynamique et le confort psychologique des occupants du véhicule automobile. A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un dispositif de régulation adaptative de la vitesse d'un véhicule automobile, ce dispositif comprenant - un premier module de calcul configuré pour déterminer une accélération potentielle du véhicule automobile à un instant considéré en fonction d'au moins - une première donnée représentative d'une différence de distance entre une distance séparant à l'instant considéré le véhicule automobile d'un obstacle situé devant ce véhicule automobile et une distance inter-véhicule de référence prédéfinie; - une deuxième donnée représentative d'une vitesse relative du véhicule automobile par rapport audit obstacle à l'instant considéré, l'accélération potentielle déterminée permettant d'atteindre une vitesse relative du véhicule automobile par rapport à l'obstacle sensiblement nulle à la distance inter-véhicule de référence de l'obstacle ; - un deuxième module de calcul configuré pour multiplier l'accélération potentielle déterminée par un coefficient d'amplification associé à un indice de criticité, cet indice de criticité étant associé - à la distance séparant à l'instant considéré le véhicule automobile de l'obstacle; et - à la vitesse relative du véhicule automobile par rapport audit obstacle à l'instant considéré; - un troisième module de calcul configuré pour filtrer l'accélération potentielle amplifiée pour générer une consigne d'accélération. Il est proposé, en deuxième lieu, un procédé de régulation adaptative de la vitesse d'un véhicule automobile, ce procédé comprend les étapes suivantes: - détermination d'une accélération potentielle du véhicule automobile à un instant considéré en fonction d'au moins - une première donnée représentative d'une différence de distance entre une distance séparant à l'instant considéré le véhicule automobile d'un obstacle situé devant ce véhicule automobile et une distance inter-véhicule de référence prédéfinie; - une deuxième donnée représentative d'une vitesse relative du véhicule automobile par rapport audit obstacle à l'instant considéré; l'accélération potentielle déterminée permettant d'atteindre une vitesse relative du véhicule automobile par rapport à l'obstacle sensiblement nulle à la distance inter-véhicule de référence de l'obstacle ; - multiplication de l'accélération potentielle déterminée par un coefficient d'amplification associé à un indice de criticité, cet indice de criticité étant associé - à la distance séparant à l'instant considéré le véhicule automobile de l'obstacle; et - à la vitesse relative du véhicule automobile par rapport audit obstacle à l'instant considéré; - filtrage de l'accélération potentielle amplifiée pour générer une consigne d'accélération. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : - l'indice de criticité est croissant en fonction de la vitesse relative du véhicule automobile par rapport à l'obstacle ; - l'indice de criticité est décroissant en fonction de la distance séparant le véhicule automobile de l'obstacle ; - l'indice de criticité est croissant en fonction de la durée pendant laquelle la distance entre le véhicule automobile et l'obstacle est inférieure à la distance inter-véhicule de référence ; - le coefficient d'amplification est croissant, en fonction de l'indice de criticité, entre un et une valeur maximale supérieure à un. Il est proposé, en troisième lieu, un véhicule automobile comprenant le dispositif présenté ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation, laquelle est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure illustre schématiquement un dispositif de régulation adaptative de la vitesse d'un véhicule automobile selon divers modes de réalisation; la figure illustre schématiquement un exemple de variation d'un coefficient d'amplification de l’accélération potentielle en fonction d'un indice de criticité selon divers modes de réalisation; la figure illustre schématique des étapes d'un procédé de régulation adaptative de la vitesse d'un véhicule automobile selon divers modes de réalisation. En se référant à la , il est affiché un dispositif 10 de régulation adaptative de la vitesse d'un véhicule automobile. Ce dispositif 10 est chargé de réguler de façon adaptative la dynamique longitudinale du véhicule automobile en tenant compte de son environnement à l'instant considéré. Pour cela, des informations relatives à l'environnement du véhicule automobile sont fournies en entrée du dispositif 10 qui délivre, en sortie, une consigne d’accélération CA (positive ou négative) destinée à être appliquée à la chaîne cinématique du véhicule automobile. Les informations relatives à l'environnement du véhicule automobile peuvent être obtenues par des capteurs embarqués (lidar, radar, ou capteur photo frontal par exemple) et/ou par des modules de communication véhiculaire permettant de détecter un obstacle (mobile ou fixe) devant le véhicule automobile, notamment un autre véhicule automobile précédant le véhicule automobile porteur dans une même voie de circulation. C'est typiquement le cas d'un véhicule automobile porteur circulant à une première vitesse (par exemple, 130 km/h) qui rattrape un autre véhicule automobile circulant à une deuxième vitesse bien inférieure à la première (par exemple, 80 km/h, 50km/h) ou à l'arrêt. Les informations fournies en entrée du dispositif 10 comprennent - une première donnée représentative d'une différence de distance Δ D entre la distance séparant le véhicule automobile de l'obstacle et une distance inter-véhicule de référence prédéfinie (par exemple, spécifiée par le conducteur); - une deuxième donnée représentative de la vitesse relative Δ V du véhicule automobile par rapport à l'obstacle (autrement dit, la différence entre la vitesse du véhicule automobile et celle de l'obstacle). En utilisant les informations fournies à l'entrée du dispositif 10 , un premier module 1 de calcul détermine une accélération potentielle AP du véhicule automobile à un instant considéré. Cette accélération potentielle AP est une valeur d'accélération longitudinale permettant d'atteindre une vitesse relative du véhicule automobile par rapport à l'obstacle sensiblement nulle et de placer le véhicule automobile derrière l'obstacle à la distance inter-véhicule de référence. L'accélération potentielle AP est une valeur d'accélération que la chaîne cinématique du véhicule automobile devrait fournir sans délai pour placer le véhicule automobile à la distance inter-véhicule de référence derrière l'obstacle à sensiblement la même vitesse que l'obstacle. En d'autres termes, l'accélération potentielle AP déterminée par le premier module 1 de calcul représente la dynamique que le véhicule automobile devrait avoir à l'instant considéré compte tenu de son environnement à cet instant pour atteindre la vitesse de l'obstacle à la distance inter-véhicule de référence de cet obstacle. Cette accélération potentielle AP anticipe, en effet, le réglage adaptatif de la vitesse du véhicule automobile permettant d'atteindre la vitesse de l'obstacle et un accostage respectant la distance inter-véhicule de référence. L'accélération potentielle AP est calculée à tout instant par le premier module 1 de calcul en fonction d'au moins la vitesse relative Δ V courante du véhicule automobile par rapport à l'obstacle, la distance qui les sépare à l'instant considéré et la distance inter-véhicule de référence. Le premier module 1 de calcul est, dans un mode de réalisation, un régulateur proportionnel dérivé (plus connu sous le nom de régulateur PID) ou tout autre régulateur de l'état de la technique permettant une estimation préalable d'une accélération potentielle AP longitudinale du véhicule automobile en fonction des informations relatives à son environnement. L'accélération potentielle AP calculée permet une double régulation, à savoir une première régulation de la vitesse du véhicule automobile et une deuxième régulation de la distance séparant le véhicule automobile de l'obstacle. Un deuxième module 2 de calcul du dispositif 10 est configuré pour multiplier l'accélération potentielle AP par un coefficient d'amplification ou de pondération associé à un indice de criticité. L'indice de criticité est une donnée représentative de la dangerosité de la situation de conduite du véhicule automobile appréciée au vu de la vitesse relative Δ V du véhicule automobile par rapport à l'obstacle et de la distance qui les sépare à l'instant considéré. Pus généralement, l'indice de criticité est associé à la vitesse relative Δ V du véhicule automobile par rapport à l'obstacle et à la distance qui les sépare à l'instant considéré. L'indice de criticité traduit la dangerosité de la vitesse relative Δ V du véhicule automobile par rapport à l'obstacle à l'instant considéré, de la distance qui les sépare à l'instant considéré, et/ou de la durée pendant laquelle ce véhicule automobile demeure à cette distance de l'obstacle. Dans un mode de réalisation, l'indice de criticité est compris entre zéro et un. Lorsque le véhicule automobile risque d'avoir une collision avec l'obstacle (se rapprocher de l'obstacle jusqu'à une distance nulle), l'indice de criticité est égal à un. En revanche, lorsque la vitesse relative Δ V du véhicule automobile par rapport à l'obstacle est sensiblement nulle et la distance qui les sépare est supérieure ou égale à la distance inter-véhicule de référence, l'indice de criticité est nul. L'indice de criticité tend vers un (par exemple proportionnellement) lorsque la vitesse relative Δ V du véhicule automobile par rapport à l'obstacle augmente. Plus généralement, l'indice de criticité est croissant en fonction de la vitesse relative Δ V du véhicule automobile par rapport à l'obstacle. L'indice de criticité tend vers un (par exemple, de façon proportionnelle) lorsque la distance séparant le véhicule automobile de l'obstacle est décroissante et qu'elle est inférieure à la distance inter-véhicule de référence. Plus généralement, l'indice de criticité est décroissant en fonction de la distance séparant le véhicule automobile de l'obstacle. Dans un mode de réalisation, l'indice de criticité est croissant (c.à.d. tend vers un) en fonction de la durée pendant laquelle la distance entre le véhicule automobile et l'obstacle est inférieure à la distance inter-véhicule de référence (c.à.d. lorsque cette durée augmente). Dans un mode de réalisation, l'indice de criticité est donné par une fonction ou un tableau associant une vitesse relative Δ V du véhicule automobile par rapport à l'obstacle, une distance séparant le véhicule automobile de l'obstacle, et/ou une durée pendant laquelle la distance entre le véhicule automobile et l'obstacle est inférieure à la distance inter-véhicule de référence à un indice de criticité. La illustre un coefficient d'amplification k croissant en fonction de l'indice de criticité IC. En abscisses est représenté l'indice de criticité IC variant de 0 à 1. En ordonnée est représenté le coefficient d'amplification k croissant, en fonction de l'indice de criticité IC, entre un et une valeur maximale k_max supérieure à 1. Le coefficient d'amplification représente donc un gain. Dans cet exemple, le coefficient d'amplification varie entre un (pas d'amplification/modulation) et une valeur maximale k_max. Cette valeur maximale k_max est, dans un mode de réalisation, égale à deux. Dans un mode de réalisation, le coefficient d'amplification est strictement croissant entre un et sa valeur maximale k_max de façon à créer une homothétie par rapport à la situation nominale (c.à.d. sans amplification). Lorsque l'indice de criticité IC est nul, le coefficient d'amplification k est égal à un. Dans un autre mode de réalisation, le coefficient d'amplification est défini par intervalle en fonction de l'indice de criticité. Plus généralement, différents profils d'amplification de l'accélération potentielle AP peuvent être envisagés. Il en résulte, avantageusement, une modulation de l'accélération potentielle AP en fonction de l'indice de criticité de la situation de conduite du véhicule automobile. Quand la situation de conduite est critique (une vitesse relative Δ V importante et une distance inter-véhicule faible), l'accélération potentielle AP est multipliée par un coefficient d'amplification supérieur à un. Dans le cas d'un accostage derrière un obstacle relativement lent par rapport au véhicule automobile, l'accélération potentielle AP (une décélération) déterminée par le premier module 1 de calcul est amplifiée/intensifiée à l'effet d'un freinage plus important. L'amplification de l'accélération potentielle AP par un coefficient associé à l'indice de criticité permet d'anticiper suffisamment tôt le freinage requis de façon à faire ressentir au conducteur qu'une régulation adaptative de la vitesse du véhicule automobile par rapport à l'obstacle est effectivement en cours afin d'éviter un rapprochement rapide et une proximité étroite avec cet obstacle. Ceci rassure, avantageusement, le conducteur en lui montrant que les informations de l'environnement du véhicule automobile sont bien prises en compte par le dispositif 10 qui gère la situation. Une modulation de l'accélération potentielle AP en fonction de l'indice de criticité vise à atténuer davantage la vitesse de rapprochement du véhicule automobile d'un obstacle relativement lent. Il en résulte, avantageusement, un confort psychologique pour le conducteur qui comprend le comportement dynamique du véhicule automobile. L'accélération potentielle modulée (ou amplifiée) AP’ en fonction de l'indice de criticité est transmise à un troisième module 3 de calcul configuré pour filtrer l'accélération potentielle amplifiée AP’ pour générer une consigne d'accélération CA . La consigne d'accélération CA est destinée à être appliquée à la chaîne cinématique du véhicule automobile. Le troisième module 3 de calcul comprend, dans un mode de réalisation, une fonction de transfert ou de filtrage pour filtrer l'accélération potentielle amplifiée AP’ en tenant compte de la vitesse courante et/ou de l'évolution de la vitesse courante du véhicule automobile. Le troisième module 3 de calcul génère une consigne d'accélération CA compatible avec le confort dynamique du conducteur en phase d'accostage. Ce troisième module 3 de calcul permet, en effet, de lisser les variations en régime transitoire de sorte que ces variations soient d'amplitude inférieure à une valeur seuil prédéfinie considérée comme admise pour une manœuvre d'accostage. L'accélération potentielle AP est d'abord modulée en fonction de l'indice de criticité, ensuite convertie en une consigne d'accélération CA à appliquer. Un actionneur agissant sur la chaîne cinématique du véhicule automobile se charge d'appliquer sans délai la consigne d'accélération CA . Il en résulte, avantageusement, un compromis entre le confort dynamique (pas de secousses grâce au troisième module 3 de calcul) et le confort psychologique (grâce à une amplification de l'accélération potentielle AP dans les situations critiques pour un freinage précoce plus important). En se reportant à la , il est représenté des étapes d'un procédé de régulation adaptative de la vitesse d'un véhicule automobile mis en œuvre par le dispositif 10 décrit ci-dessus. Ce procédé comprend une première étape de détermination 11 d'une accélération potentielle du véhicule automobile à un instant considéré en fonction d'au moins - une première donnée représentative d'une différence de distance entre une distance séparant à l'instant considéré le véhicule automobile d'un obstacle situé devant ce véhicule automobile et une distance inter-véhicule de référence prédéfinie; - une deuxième donnée représentative d'une vitesse relative du véhicule automobile par rapport audit obstacle à l'instant considéré. L'accélération potentielle déterminée permet d'atteindre une vitesse relative du véhicule automobile par rapport à l'obstacle sensiblement nulle à la distance inter-véhicule de référence de l'obstacle. Lors d'une deuxième étape, l'accélération potentielle déterminée est multipliée (étape 12 ) par un coefficient d'amplification associé à un indice de criticité. Cet indice de criticité est associé à la distance séparant à l'instant considéré le véhicule automobile de l'obstacle, et à la vitesse relative du véhicule automobile par rapport audit obstacle à l'instant considéré. Une étape de filtrage 13 de l'accélération potentielle amplifiée permet de générer une consigne d'accélération destinée à être appliquée à la chaîne cinématique du véhicule automobile. Avantageusement, la modulation de l'accélération potentielle AP en fonction de l'indice de criticité permet d'être plus réactif en cas de danger et par conséquent, d'améliorer le confort psychologique du conducteur et éviter les collisions avec un obstacle situé devant le véhicule porteur. Les modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent être mis en œuvre par les instructions d'un programme d'ordinateur exécutées sur des moyens (tel qu'un système informatique ou un processeur embarqué à bord du véhicule automobile) qui fournissent des fonctions génériques de traitement des données telles que de calcul et/ou de filtrage. Dispositif ( 10 ) de régulation adaptative de la vitesse d'un véhicule automobile, ce dispositif ( 10 ) comprenant - un premier module ( 1 ) de calcul configuré pour déterminer une accélération potentielle ( AP ) du véhicule automobile à un instant considéré en fonction d'au moins - une première donnée représentative d'une différence de distance ( Δ D ) entre une distance séparant à l'instant considéré le véhicule automobile d'un obstacle situé devant ce véhicule automobile et une distance inter-véhicule de référence prédéfinie; - une deuxième donnée représentative d'une vitesse relative ( Δ V ) du véhicule automobile par rapport audit obstacle à l'instant considéré, l'accélération potentielle ( AP ) déterminée permettant d'atteindre une vitesse relative du véhicule automobile par rapport à l'obstacle sensiblement nulle à la distance inter-véhicule de référence de l'obstacle ; - un deuxième module ( 2 ) de calcul configuré pour multiplier l'accélération potentielle ( AP ) déterminée par un coefficient d'amplification associé à un indice de criticité, cet indice de criticité étant associé - à la distance séparant à l'instant considéré le véhicule automobile de l'obstacle; et - à la vitesse relative du véhicule automobile par rapport audit obstacle à l'instant considéré; - un troisième module ( 3 ) de calcul configuré pour filtrer l'accélération potentielle amplifiée ( AP’ ) pour générer une consigne d'accélération ( CA ). Dispositif ( 10 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'indice de criticité est croissant en fonction de la vitesse relative du véhicule automobile par rapport à l'obstacle. Dispositif ( 10 ) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'indice de criticité est décroissant en fonction de la distance séparant le véhicule automobile de l'obstacle. Dispositif ( 10 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'indice de criticité est croissant en fonction de la durée pendant laquelle la distance entre le véhicule automobile et l'obstacle est inférieure à la distance inter-véhicule de référence. Dispositif ( 10 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le coefficient d'amplification est croissant, en fonction de l'indice de criticité, entre un et une valeur maximale supérieure à un. Procédé de régulation adaptative de la vitesse d'un véhicule automobile, ce procédé comprend les étapes suivantes: - détermination ( 11 ) d'une accélération potentielle du véhicule automobile à un instant considéré en fonction d'au moins - une première donnée représentative d'une différence de distance entre une distance séparant à l'instant considéré le véhicule automobile d'un obstacle situé devant ce véhicule automobile et une distance inter-véhicule de référence prédéfinie; - une deuxième donnée représentative d'une vitesse relative du véhicule automobile par rapport audit obstacle à l'instant considéré, l'accélération potentielle déterminée permettant d'atteindre une vitesse relative du véhicule automobile par rapport à l'obstacle sensiblement nulle à la distance inter-véhicule de référence de l'obstacle ; - multiplication ( 12 ) de l'accélération potentielle déterminée par un coefficient d'amplification associé à un indice de criticité, cet indice de criticité étant associé - à la distance séparant à l'instant considéré le véhicule automobile de l'obstacle; et - à la vitesse relative du véhicule automobile par rapport audit obstacle à l'instant considéré; - filtrage ( 13 ) de l'accélération potentielle amplifiée pour générer une consigne d'accélération. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'indice de criticité est croissant en fonction de la vitesse relative du véhicule automobile par rapport à l'obstacle. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'indice de criticité est décroissant en fonction de la distance séparant le véhicule automobile de l'obstacle. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le coefficient d'amplification est croissant, en fonction de l'indice de criticité, entre un et une valeur maximale supérieure à un. Véhicule automobile comprenant le dispositif de l’une quelconque des revendications 1 à 5.