Brevet FR3160769A1 — publié le 20251003

L’invention concerne un robot de conduite d’un véhicule automobile, comprenant : - un régulateur de conduite réalisant une consigne de vitesse (Csg) ; - au moins un calculateur de conduite comprenant : - un moyen d’analyse de vitesse du véhicule (VV) en cycles de conduite ; - un moyen de détection (D) de zones stables où la consigne de vitesse (Csg) est constante pendant un temps donné ; - un moyen de stockage de commande du régulateur de conduite pour chaque zone stable ; - un moyen d’application de commande moyenne ou médiane du régulateur de conduite correspondant à la nouvelle zone stable. L’invention concerne également un véhicule, un procédé et un programme sur la base d’un tel robot. Figure 2 ROBOT DE CONDUITE D’UN VEHICULE AUTOMOBILE, COMPRENANT UNE COMMANDE LIMITANT LES VARIATIONS DE VITESSE, VEHICULE ET PROCEDE ET PROGRAMME SUR LA BASE D’UN TEL ROBOT L'invention se rapporte au domaine des robots de conduite de véhicules automobiles, notamment ceux utilisés sur des systèmes d’essais type banc à rouleaux (BAR). L’invention concerne plus particulièrement le paramétrage des consignes de ces robots. Il existe des robots de conduite composés d’actionneurs capables de piloter mécaniquement la pédale de frein, la pédale d’accélération et le levier de changement de vitesse, avec un procédé de fonctionnement spécifique. L’invention se base plus particulièrement sur le suivi de consigne de vitesse réalisé par le robot du demandeur décrit dans le brevet FR3100190B1. Le suivi de cycle de conduite sur un profil stabilisé réalisé par le robot de conduite du demandeur impacte défavorablement l’indice de validation du cycle de conduite en raison de faibles oscillations de vitesse constatées dans le cycle. Un objectif de la présente invention est de remédier aux défauts de l’art antérieur, et notamment de proposer une solution pour limiter les oscillations de vitesses lors de la conduite par un robot de conduite, et améliorer l’indice de variation du cycle. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un robot de conduite d’un véhicule automobile, comprenant : - un régulateur de conduite mettant en œuvre au moins une consigne de vitesse, le régulateur de conduite comprenant un régulateur global supervisant un régulateur d’accélérateur et un régulateur de frein ; - au moins un calculateur de conduite ; ledit calculateur comprenant : - un moyen d’analyse analysant la vitesse du véhicule lors de cycles de conduite d’un essai ; - un moyen de détection de zones stables détectant des zones temporelles d’un cycle de conduite où la consigne de vitesse est constante pendant un temps donné ; - un moyen de stockage de commande enregistrant les valeurs de commande du régulateur de conduite pour chaque zone stable ; - un moyen d’application de commande mettant en œuvre, en cas de nouvelle zone stable, une valeur de commande moyenne ou médiane du régulateur de conduite correspondant à la nouvelle zone stable. Avantageusement, l’invention permet d’optimiser la régulation du suivi de consigne réalisée par le robot dans le cas de profils de consignes stabilisées. L’optimisation du suivi de consigne permet de supprimer les oscillations de vitesse, même faibles, pour améliorer l’indice de cotation utilisé pour valider les résultats des essais. De préférence, le temps donné pendant lequel la consigne est constante, est compris entre 5s et 15s, et est de préférence de 10s. Cela permet de déterminer rapidement si la consigne de vitesse est constante. Préférentiellement, la consigne de vitesse est constante si sa valeur à un instant précédent et à un instant suivant sont égales. Cela permet de déterminer efficacement si la consigne de vitesse est constante. De préférence, l’intervalle entre l’instant précédent et l’instant suivant est compris entre 10 à 25s, et est de préférence de 15s. Cela permet de déterminer rapidement si la consigne de vitesse est constante. Préférentiellement, la consigne de vitesse est constante si un écart de valeurs entre la consigne de vitesse, et la vitesse est inférieure à un seuil de vitesse. Cela permet de déterminer efficacement si la consigne de vitesse est constante. De préférence, le seuil de vitesse est compris entre 0,5 km/h et 2 km/h, et est de préférence d’1km/h. Cela permet de déterminer précisément si la consigne de vitesse est constante. Préférentiellement, le moyen d’application de commande, en cas de nouvelle zone stable, corrige la commande par la valeur de commande moyenne ou médiane du régulateur de conduite correspondant à la nouvelle zone stable, ainsi qu’une composante de prépositionnement négative et/ou une composante dérivée du régulateur. Cela permet de limiter les oscillations de vitesses, et reproduire le pilotage humain. L’invention porte en outre sur un véhicule automobile comprenant un robot de conduite selon l’invention. Un autre objet de l’invention concerne un procédé de conduite automatique d’un véhicule automobile au moyen d’un robot de conduite selon l’invention, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - une étape d’analyse dans laquelle on analyse la vitesse du véhicule lors de cycles de conduite d’un essai ; - une étape de détection de zones stables dans laquelle on détecte des zones temporelles d’un cycle de conduite où la consigne de vitesse est constante pendant un temps donné ; - une étape de stockage de commande dans laquelle on enregistre les valeurs de commande du régulateur de conduite pour chaque zone stable ; - une étape d’application de commande dans laquelle on met en œuvre, en cas de nouvelle zone stable, une valeur de commande moyenne ou médiane du régulateur de conduite correspondant à la nouvelle zone stable. L’invention a en outre trait à un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de conduite selon l’invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. L'invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l'invention, dans lesquelles : - FIG. 1 illustre un schéma global du robot de conduite connecté au frein et à l’accélérateur d’un véhicule automobile ; - FIG. 2 illustre schématiquement des évolutions de commandes, consignes et une détection d’une nouvelle zone stabilisée ; - FIG. 3 illustre des évolutions à la suite de celles de la FIG. 2 et une détection de fin de la nouvelle zone stabilisée ; - FIG. 4 illustre schématiquement des évolutions similaires à celles des figures 2 et 3, avec des variations de vitesse dans l’art antérieur et l’absence de telles variations dans l’invention ; - FIG. 5 illustre schématiquement un procédé de conduite automatique selon un mode de réalisation préféré l’invention. L’invention propose en particulier d’intégrer dans le robot de conduite du demandeur. L’invention propose de piloter un véhicule équipé d’un calculateur dit de développement et d’une transmission automatique sur un banc à rouleaux. Cela permet de suivre en toute autonomie une consigne de vitesse généralement issue de cycles de validation ou d’homologation en réalisant une détection de zones stabilisées (consigne constante) et en appliquant dans cette zone un mode de régulation spécifique permettant de reproduire le pilotage de l’humain. Les problèmes résolus par l’invention sont les suivants : - Réguler sur un banc d’essais de type banc à rouleau, la vitesse du véhicule par l’intermédiaire d’un système d’automatisation dont le temps d’installation et le temps de mise en œuvre restent compatibles des processus de mise au point usuels quel que soit le véhicule testé ; - Obtenir une qualité de suivi de consigne compatible avec exigences de l’essai, quel que soit le gabarit de consigne et le véhicule à tester et reproduire le comportement de conduite de l’humain ; - Eviter les oscillations de vitesse sur des consignes stabilisées (consigne de vitesse constante) qui impacte l’indice de conduite ; - Eviter de devoir gérer la configuration des paramètres du robot en fonction de différents gabarits de consignes de vitesse et du type de véhicule présent pour le test. Sans cette invention, en présence d’une zone stabilisée, le suivi de consigne subi une oscillation qui impacte l’indice de validation de l’essai. L’invention décrite ici permet de détecter les zones où la consigne reste constante pour déclencher un mécanisme de régulation spécifique capable de limiter les oscillations de vitesse et limiter l’augmentation de l’indice. L’invention comporte deux procédés complémentaires l’un de l’autre : Le premier procédé consiste à analyser la consigne de vitesse lors du déroulement de l’essai. Cette analyse permet de détecter les zones temporelles où la consigne de vitesse reste constante pendant un minimum de temps dans le passé et dans l’avenir. Cette partie du cycle sera appelée zone « stabilisée ». Le second procédé utilise les données produites à la première étape. Lors du déroulement de l’essai, en présence d’une zone « stabilisée », cette invention stocke les échantillons de commande produites par le régulateur pendant un temps paramétrable puis calcule une nouvelle commande à partir de la valeur médiane des échantillons sauvegardés et applique cette valeur en désactivant la régulation initiale du robot. Ce procédé impose donc une commande fixe, pour obtenir une vitesse stable centrée sur la consigne. L’amélioration du suivi de conduite induite par ce procédé permet de limiter l’augmentation de l’indice de validation de l’essai. La FIG. 1 illustre le robot de conduite selon l’invention. Le robot comprend un régulateur de conduite et au moins un calculateur de conduite C. En particulier, le régulateur de conduite comprend un régulateur d’accélérateur RA connecté à l’accélérateur du véhicule PA, un régulateur de frein RF connecté au frein du véhicule PF, et un régulateur global RG régulant les deux autres régulateurs RA, RF. L’invention se situe dans la FIG. 1 au niveau du régulateur global RG. Le traitement est effectué en cours d’essai par lecture des consignes de vitesse Csg. La FIG. 2 décrit la détection de la zone stabilisée D(Stb) (on parlera de moyen de détection D). La référence Cmd concerne les valeurs de commande ; VV concerne les valeurs de vitesse de véhicule en km/h, et Csg, les valeurs de consignes de vitesse. La référence I concerne les valeurs d’intensité de l’actionneur de commande. Dans la première étape on détecte les zones stabilisées où la consigne Csg reste stable pendant un temps minimal paramétrable (dit « temps donné »). La lecture est effectuée à chaque instant « t » sur les consignes précédentes Csg1(t-X) et les consignes à venir Csg2(t+Y). La détection de la zone stabilisée est activée si : - Csg1 = Csg2 ; et - l’écart de boucle « Eb » entre « Consigne de vitesse » et « vitesse » est inférieure à un seuil paramétrable en valeur absolue. Dans la FIG. 2 , l’état (1) de détection de zone stabilisée est activé lorsque la valeur de la consigne Csg1(t-5s) est égale à la valeur de la consigne Csg2(t+10s). Dans le paramétrage préféré de l’invention : X = 5 ; secondes Y = 10 secondes ; et Eb = 1km/h. Il est important de conserver un paramètre X ≥ 5 secondes pour laisser le temps au régulateur RG de converger vers une commande adaptée à la zone stabilisée en sortie du débordement de vitesse. Lorsque la détection de la zone stabilisée est activée, l’invention stocke pendant quelques secondes les valeurs de commandes du régulateur RG pour extraire par la suite la valeur médiane. Augmenter le nombre d’échantillons pris en compte pour le calcul permet d’optimiser la valeur finale de commande. Actuellement ce paramètre est fixé à 10s. Lorsque cette étape est achevée, l’état (2) de pilotage spécifique est activé. En présence de l’état (2), l’invention impose la commande calculée (à savoir la valeur médiane des échantillons) en lieu et place du calcul standard effectué par le régulateur RG. La FIG. 2 montre que le flux (3) de commande se fige au moment du basculement de l’état (2) sur la valeur calculée. La FIG. 3 décrit la fin de zone stabilisée. Lorsque la zone stabilisée se termine, les états (1) et (2) tombent et la commande du régulateur (3) est initialisée sur la valeur standard de pilotage. Pour éviter un saut de commande trop important, la composante intégrale du régulateur est (re) calculée pour avoir une valeur de commande égale à la valeur médiane au moment du retour au mode de pilotage standard, suivant la formule : avec : une composante intégrale du régulateur ; : la valeur standard de pilotage ; : une composante de prépositionnement du régulateur ; : une composante de dérivée du régulateur ; : la commande médiane calculée à l’étape précédente. Pour information, la commande standard dans le cas d’une régulation par retour d’état est calculée suivant la formule : avec : la commande finale standard. La FIG. 4 montre un suivi de consigne avec et sans l’invention. Comme l’indique la FIG. 4 , l’invention permet de réduire les oscillations sur la commande et par conséquent les oscillations de ± 1 km/h sur la vitesse obtenue (absentes dans la figure du dessous). L’indice de validation des cycles d’autonomie est par conséquent optimisé. L’invention permet de reproduire le style de conduite de l’humain sur des zones stabilisées de consignes. Le suivi de consigne avec l’invention permet d’améliorer le critère de validation. Robot de conduite d’un véhicule automobile (V), comprenant : - un régulateur de conduite (RG, RA, RF) mettant en œuvre au moins une consigne de vitesse (Csg), le régulateur de conduite comprenant un régulateur global (RG) supervisant un régulateur d’accélérateur (RA) et un régulateur de frein (RF) ; - au moins un calculateur de conduite (C) ; ledit calculateur (C) comprenant : - un moyen d’analyse (AV) analysant la vitesse du véhicule (VV) lors de cycles de conduite d’un essai ; - un moyen de détection (DS) de zones stables détectant des zones temporelles d’un cycle de conduite où la consigne de vitesse (Csg) est constante pendant un temps donné ; - un moyen de stockage de commande (SC) enregistrant les valeurs de commande du régulateur de conduite (RG, RA, RF) pour chaque zone stable ; - un moyen d’application de commande (AC) mettant en œuvre, en cas de nouvelle zone stable, une valeur de commande moyenne ou médiane du régulateur de conduite (RG, RA, RF) correspondant à la nouvelle zone stable. Robot de conduite selon la revendication 1, caractérisé en ce que le temps donné pendant lequel la consigne est constante, est compris entre 5s et 15s, et est de préférence de 10s. Robot de conduite selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la consigne de vitesse (Csg) est constante si sa valeur à un instant précédent et à un instant suivant sont égales. Robot de conduite selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’intervalle entre l’instant précédent et l’instant suivant est compris entre 10 à 25s, et est de préférence de 15s. Robot de conduite selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la consigne de vitesse (Csg) est constante si un écart de valeurs entre la consigne de vitesse (Csg), et la vitesse du véhicule (VV) est inférieure à un seuil de vitesse. Robot de conduite selon la revendication 5, caractérisé en ce que le seuil de vitesse est compris entre 0,5 km/h et 2 km/h, et est de préférence d’1km/h. Robot de conduite selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen d’application de commande (AC), en cas de nouvelle zone stable, corrige la commande par la valeur de commande moyenne ou médiane du régulateur de conduite (RG, RA, RF) correspondant à la nouvelle zone stable, ainsi qu’une composante de prépositionnement négative et/ou une composante dérivée du régulateur. Véhicule automobile comprenant un robot de conduite selon l’une quelconque des revendications 1 à 7. Procédé de conduite automatique d’un véhicule automobile au moyen d’un robot de conduite selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - une étape d’analyse dans laquelle on analyse la vitesse du véhicule (VV) lors de cycles de conduite d’un essai ; - une étape de détection de zones stables dans laquelle on détecte des zones temporelles d’un cycle de conduite où la consigne de vitesse est constante pendant un temps donné ; - une étape de stockage de commande dans laquelle on enregistre les valeurs de commande du régulateur de conduite (RG, RA, RF) pour chaque zone stable ; - une étape d’application de commande dans laquelle on met en œuvre, en cas de nouvelle zone stable, une valeur de commande moyenne ou médiane du régulateur de conduite (RG, RA, RF) correspondant à la nouvelle zone stable. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de conduite selon la revendication 9, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.