Brevet FR3145614A1 — publié le 20240809

L'invention porte sur un procédé de pilotage d'un robot de conduite d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile comportant: - une étape de chargement d'un gabarit de consignes de vitesse brutes (Cb) en fonction du temps associé à une marge brute maximale (Mgb_max) et une marge brute minimale (Mgb_min) à respecter, - une étape d’échantillonnage du gabarit de consignes de vitesse brutes suivant une période d’échantillonnage, - une étape de calcul d'une nouvelle marge maximale (Mgc_max) inférieure à la marge de contrainte brute maximale (Mgb_max) et d'une nouvelle marge minimale (Mgc_min) supérieure à la marge de contrainte brute minimale (Mgb_min) définissant un niveau d’anticipation d'un conducteur, et - une étape de calcul d'une consigne de vitesse anticipée (Ca) à partir de la marge contrainte maximale (Mgc_max) et de la marge contrainte minimale (Mgc_min), d'une plage de variation de vitesse, et d'un horizon d'analyse. Figure 5. PROCÉDÉ DE PILOTAGE D'UN ROBOT DE CONDUITE PAR ANTICIPATION La présente invention porte sur un procédé de pilotage d'un robot de conduite par anticipation. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour la mise au point de groupes motopropulseurs de véhicules à moteur thermique à essence et/ou hybride. De façon connue en soi, un robot de conduite utilisé sur un banc de test de groupe motopropulseur est apte à assurer de manière autonome et automatique la réalisation de cycles d'homologation d'un groupe motopropulseur, tels qu'une procédure d’essai mondiale harmonisée pour les véhicules légers dit cycle WLTP (pour "Worldwide Light Vehicles Test Procedures" selon la terminologie anglosaxonne). A cet effet, le robot de conduite comporte une unité de commande et des actionneurs capables de piloter mécaniquement la pédale de frein, la pédale d’accélération et le levier de changement de rapport de vitesse du groupe motopropulseur. Le robot de conduite peut ainsi commander les accélérations et les décélération du groupe de motopropulseur de façon à suivre un gabarit de consignes de vitesse. Toutefois, les robots de conduite existants ne sont pas capables de simuler de façon automatique le comportement anticipatif d'un conducteur permettant de valider la robustesse de réglages d'une fonction d'optimisation énergétique d'un groupe motopropulseur. L'invention vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant un procédé de pilotage d'un robot de conduite d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile comportant: - une étape de chargement d'un gabarit de consignes de vitesse brutes en fonction du temps associé à une marge brute maximale et une marge brute minimale à respecter, - une étape d’échantillonnage du gabarit de consignes de vitesse brutes suivant une période d’échantillonnage, - une étape de calcul d'une nouvelle marge maximale inférieure à la marge de contrainte brute maximale et d'une nouvelle marge minimale supérieure à la marge de contrainte brute minimale dites respectivement "marge contrainte maximale" et "marge contrainte minimale" définissant un niveau d’anticipation d'un conducteur, et - une étape de calcul d'une consigne de vitesse anticipée à partir de la marge contrainte maximale et de la marge contrainte minimale, d'une plage de variation de vitesse, et d'un horizon d'analyse. L'invention permet ainsi d'effectuer, en toute autonomie, un suivi de consigne de vitesse simulant le comportement anticipatif d'un conducteur pour valider la robustesse de réglages d'une fonction d'optimisation énergétique. L’invention permet en outre de disposer d’un réglage unique, quel que soit le groupe motopropulseur à piloter et le gabarit initial de consignes de vitesses, pour produire une consigne de vitesse simulant le comportement anticipatif du conducteur. Selon une mise en œuvre de l'invention, l'étape de calcul de la consigne de vitesse anticipée comporte: - une étape de détermination, pour chaque variation de vitesse de la plage, d'une projection de consigne de vitesse sur l'horizon d’analyse qui génère un dépassement de la marge contrainte maximale ou un dépassement de la marge contrainte minimale, - une étape de sélection d'une variation de vitesse correspondant à une durée maximale de dépassement observé, et - une étape de calcul de la consigne de vitesse anticipée égale à la variation de vitesse sélectionnée multipliée par la période d’échantillonnage ajoutée à une consigne de vitesse anticipée précédente. Selon une mise en œuvre de l'invention, la plage de variation de vitesse est comprise par défaut entre -4 km/h/s et +4 km/h/s. Selon une mise en œuvre de l'invention, l'horizon d’analyse est compris entre 300s et 700s et vaut de préférence de l'ordre de 500s. Selon une mise en œuvre de l'invention, ledit procédé comporte en outre une étape de traitement d'effets de bord liés à une phase de décollage ou à une phase d’arrêt du véhicule automobile. Selon une mise en œuvre de l'invention, en dessous d’un seuil de vitesse paramétrable, la consigne de vitesse anticipée est égale à la consigne brute lors d'une phase de décollage du véhicule automobile. Selon une mise en œuvre de l'invention, en dessous d’un seuil de vitesse paramétrable, la consigne de vitesse anticipée (Ca) converge vers la consigne de vitesse brute lors d'une phase d’arrêt du véhicule automobile selon la fonction: Ca(n) = Ca(n-1) + [(Cb(n) - Ca(n-1)) / 2 ] - Ca(n) étant une consigne de vitesse anticipée actuelle, - Ca(n-1) étant une consigne de vitesse anticipée précédente, - Cb(n) étant une consigne de vitesse brute précédente. Selon une mise en œuvre de l'invention, une fonction de transfert appliquée aux marges brutes maximale et minimale pour calculer les marges contraintes maximale et minimale est un décalage paramétrable défini par une valeur de contrainte. Selon une mise en œuvre de l'invention, la marge contrainte maximale est égale à la marge brute maximale moins la valeur de contrainte. Selon une mise en œuvre de l'invention, la marge contrainte minimale est égale à la marge brute minimale plus la valeur de contrainte. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention. représente de façon schématique un banc de test de groupe motopropulseur dans lequel est implanté un robot de conduite piloté suivant le procédé selon l'invention; est une représentation graphique d'un gabarit de consignes de vitesse brutes associé à des marges maximales et minimales; illustre la définition de marge contraintes maximale et minimale lors de la mise en œuvre du procédé selon l’invention; illustre la détermination d'une consigne de vitesse anticipée lors de la mise en œuvre du procédé selon l’invention; est une représentation, sur un même graphique, d'un gabarit de consignes de vitesse brutes, de marges initiales maximale et minimale, de marges contraintes minimale et maximale, et des consignes de vitesses anticipées obtenue suites à la mise en œuvre du procédé selon l'invention. La montre un banc de test 10 d'un groupe motopropulseur 11 comportant un robot de conduite 12 piloté suivant le procédé selon l'invention. Le robot de conduite 12 comporte une unité de commande et des actionneurs capables de piloter mécaniquement la pédale de frein, la pédale d’accélération et le levier de changement de rapport de vitesse du groupe motopropulseur. Comme cela est expliqué ci-après, le robot de conduite 12 est apte à élaborer une consigne de vitesse à partir d'un gabarit de consignes de vitesse brutes qu'il va faire suivre au groupe motopropulseur 11 en imposant une accélération Acc via le pilotage de la pédale de frein, de la pédale d’accélération et du levier de changement de rapport de vitesse. Le robot de conduite 12 communique via un module 13 avec un environnement de simulation 14, par exemple de type dSpace-Simulink (nom commercial). Le module 13 gère, via l'environnement 14, une décélération Dec_EE liée à une phase de récupération d'énergie électrique. Un système de pilotage du groupe motopropulseur 15 gère une décélération Dec_p liée à la pente de la route. On décrit ci-après, en référence avec les figures 2 à 5, le procédé de pilotage du robot de conduite 12 selon l'invention. Une première étape consiste à charger un gabarit de consignes de vitesse brutes Cb en fonction du temps associé à une marge brute maximale Mgb_max et une marge brute minimale Mgb_min à respecter, tel que cela est illustré sur la . Le gabarit de consignes de vitesse brutes Cb et les marges brutes Mgb_max, Mgb_min peuvent être stockés dans une mémoire de l'unité de commande du robot de conduite 12. Le gabarit de consignes de vitesse brutes Cb est échantillonné suivant une période d’échantillonnage T_ech. La période d'échantillonnage T_ech vaut par exemple 0.1s. Une deuxième étape consiste à calculer une nouvelle marge maximale Mgc_max inférieure à la marge de contrainte brute maximale Mgb_max et une nouvelle marge minimale Mgc_min supérieure à la marge de contrainte brute minimale Mgb_min dites respectivement "marge contrainte maximale" et "marge contrainte minimale". Les marges contraintes maximale Mgb_max et minimale Mgb_min définissent un niveau d’anticipation d'un conducteur. Les marges contraintes minimale Mgc_min et maximale Mgc_max sont paramétrables de façon à limiter ou maximiser l’anticipation du conducteur. Une fonction de transfert Fct est appliquée aux marges brutes Mgb_min, Mgb_max pour calculer les marges contraintes soit Mgcx=Fct(Mgbx), x correspondant à la marge minimale ou maximale suivant le cas de calcul. De préférence, cette fonction de transfert Fct est un décalage paramétrable défini par une valeur de contrainte Ctr. Comme cela est illustré sur la , la marge contrainte maximale Mgc_max est égale à la marge brute maximale Mgb_max moins la valeur de contrainte Ctr, soit Mgc_max = Mgb_max - Ctr. La marge contrainte minimale Mgc_min est égale à la marge brute minimale Mgb_min plus la valeur de contrainte Ctr, soit Mgc_min = Mgb_min + Ctr. Une troisième étape consiste à calculer une consigne de vitesse anticipée Ca à partir de la marge contrainte maximale Mgc_max et de la marge contrainte minimale Mgc_min, d'une plage de variation de vitesse [Grd_min; Grd_max], et d'un horizon d'analyse Ha. La plage de variation de vitesse [Grd_min; Grd_max] est paramétrable. Cette plage est par exemple comprise par défaut entre -4 km/h/s et +4 km/h/s. L'horizon d’analyse Ha peut être compris entre 300s et 700s et vaut de préférence de l'ordre de 500s. Comme cela est illustré sur la , afin de calculer la consigne de vitesse anticipée Ca, le procédé comporte une étape de détermination, pour chaque variation de vitesse Grd_x de la plage [Grd_min, Grd_max], d'une projection de consigne de vitesse sur l'horizon d’analyse Ha qui génère un dépassement de la marge contrainte maximale Mgc_max ou un dépassement de la marge contrainte minimale Mgc_min. Une durée à laquelle se produit un dépassement correspondante est noté Tps_d. On sélectionne une variation de vitesse Grd_f correspondant à une durée maximale de dépassement observé Tps_dmax. On calcule une consigne de vitesse anticipée Ca(n) égale à la variation de vitesse sélectionnée Grd_f multipliée par la période d’échantillonnage T_ech ajoutée à une consigne de vitesse anticipée précédente (Ca(n-1)), soit Ca (n) = Ca (n-1) + Grd_f * T_ech Le calcul est effectué sur l’ensemble du gabarit de consignes de vitesse Cb en partant de la consigne brute initiale Cb0, soit Ca(1) = Cb(0). Une quatrième étape consiste à traiter des effets de bord liés à une phase de décollage ou à une phase d’arrêt du véhicule automobile. On rappelle qu'une phase de décollage correspond à une phase de vie au cours de laquelle le véhicule passe d'une vitesse nulle à une vitesse non nulle. Une phase d'arrêt correspond à une phase de vie au cours de laquelle le véhicule passe d'une vitesse non nulle à une vitesse nulle. Comme cela est illustré sur la , en dessous d’un seuil en vitesse paramétrable Sv, la consigne de vitesse anticipée Ca est égale à la consigne de vitesse brute Cb lors d'une phase de décollage du véhicule automobile. Le seuil de vitesse Sv est par exemple inférieur à 20km/h. En dessous du seuil de vitesse paramétrable Sv, la consigne de vitesse anticipée Ca converge vers la consigne de vitesse brute (Cb) lors d'une phase d’arrêt du véhicule automobile selon la fonction: Ca(n) = Ca(n-1) + [(Cb(n) - Ca(n-1)) / 2 ] - Ca(n) étant la consigne de vitesse anticipée actuelle, - Ca(n-1) étant la consigne de vitesse anticipée précédente, et - Cb(n) étant la consigne de vitesse brute précédente. Procédé de pilotage d'un robot de conduite d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile caractérisé en ce que ledit procédé comporte: - une étape de chargement d'un gabarit de consignes de vitesse brutes (Cb) en fonction du temps associé à une marge brute maximale (Mgb_max) et une marge brute minimale (Mgb_min) à respecter, - une étape d’échantillonnage du gabarit de consignes de vitesse brutes suivant une période d’échantillonnage (P_ech), - une étape de calcul d'une nouvelle marge maximale (Mgc_max) inférieure à la marge de contrainte brute maximale (Mgb_max) et d'une nouvelle marge minimale (Mgc_min) supérieure à la marge de contrainte brute minimale (Mgb_min) dites respectivement "marge contrainte maximale" et "marge contrainte minimale" définissant un niveau d’anticipation d'un conducteur, et - une étape de calcul d'une consigne de vitesse anticipée (Ca) à partir de la marge contrainte maximale (Mgc_max) et de la marge contrainte minimale (Mgc_min), d'une plage de variation de vitesse ([Grd_min; Grd_max]), et d'un horizon d'analyse (Ha). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de calcul de la consigne de vitesse anticipée comporte: - une étape de détermination, pour chaque variation de vitesse (Grd_x) de la plage ([Grd_min, Grd_max]), d'une projection de consigne de vitesse sur l'horizon d’analyse (Ha) qui génère un dépassement de la marge contrainte maximale (Mgc max) ou un dépassement de la marge contrainte minimale (Mgc min), - une étape de sélection d'une variation de vitesse (Grd_f) correspondant à une durée maximale de dépassement observé (Tps_dmax), et - une étape de calcul de la consigne de vitesse anticipée (Ca(n)) égale à la variation de vitesse sélectionnée (Grd_f) multipliée par la période d’échantillonnage (T_ech) ajoutée à une consigne de vitesse anticipée précédente (Ca(n-1)). Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la plage de variation de vitesse ([Grd_min, Grd_max]) est comprise par défaut entre -4km/h/s et +4km/h/s. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'horizon d’analyse (Ha) est compris entre 300s et 700s et vaut de préférence de l'ordre de 500s. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de traitement d'effets de bord liés à une phase de décollage ou à une phase d’arrêt du véhicule automobile. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, en dessous d’un seuil de vitesse paramétrable (Sv), la consigne de vitesse anticipée (Ca) est égale à la consigne brute (Cb) lors d'une phase de décollage du véhicule automobile. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, en dessous d’un seuil de vitesse paramétrable (Sv), la consigne de vitesse anticipée (Ca) converge vers la consigne de vitesse brute (Cb) lors d'une phase d’arrêt du véhicule automobile selon la fonction: - Ca(n) = Ca(n-1) + [(Cb(n) - Ca(n-1)) / 2 ] - Ca(n) étant une consigne de vitesse anticipée actuelle, - Ca(n-1) étant une consigne de vitesse anticipée précédente, - Cb(n) étant une consigne de vitesse brute précédente. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une fonction de transfert appliquée aux marges brutes maximale et minimale (Mgb_max, Mgb_min) pour calculer les marges contraintes maximale et minimale (Mgc_max, Mgc_min) est un décalage paramétrable défini par une valeur de contrainte (Ctr). Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la marge contrainte maximale (Mgc_max) est égale à la marge brute maximale (Mgb_max) moins la valeur de contrainte (Ctr). Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la marge contrainte minimale (Mgc_min) est égale à la marge brute minimale (Mgb_min) plus la valeur de contrainte (Ctr).