Brevet FR3156738A1 — publié le 20250620

L’invention porte sur un procédé de gestion du fonctionnement d’un système d’aide à la conduite (10) d’un véhicule automobile (1) qui commande au moins un actionneur de châssis (20) du véhicule. L’invention concerne également un dispositif (100) mettant en œuvre un tel procédé, ainsi qu’un véhicule automobile comprenant un tel dispositif. Figure pour l’abrégé : 1 Procédé et dispositif de gestion du fonctionnement d’un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile en fonction de la masse estimée du véhicule Domaine technique de l’invention La présente invention concerne le domaine systèmes d’aide à la conduite des véhicules automobiles. L’invention porte en particulier sur un procédé de gestion, par un dispositif informatique embarqué à bord d’un véhicule automobile, du fonctionnement d’un système d’aide à la conduite du véhicule qui commande au moins un actionneur de châssis du véhicule. L’invention concerne également un dispositif mettant en œuvre un tel procédé. L’invention s’applique aux véhicules automobiles tels que les véhicules terrestres à moteur, notamment les voitures. État de la technique antérieure On sait que certains véhicules automobiles modernes sont équipés d’un système d’aide à la conduite capable de commander un ou plusieurs actionneurs de châssis du véhicule, par exemple l’ESP qui est capable de contrôler aussi bien le fonctionnement du système de freinage que le groupe motopropulseur d’un véhicule. De manière générale, ces systèmes fonctionnent en utilisant un certain nombre de lois de commande préétablies, et ce, dans le but d’améliorer la sécurité et le confort des véhicules. Or, certaines de ces lois de commande sont définies en fonction de la masse du véhicule et une valeur de la masse du véhicule est ainsi définie au moment de la conception du système d’aide à la conduite pour ensuite ne plus varier. Cependant, la masse d’un véhicule n’est pas constante car elle dépend en particulier du chargement du véhicule. De fait, des lois de commande qui se basent sur une valeur fixe de la masse d’un véhicule, et ce, quel que soit le chargement du véhicule, vont forcément engendrer la fourniture de commandes inadaptées aux actionneurs de châssis, et cela va immanquablement détériorer la sécurité des véhicules et le confort des passagers. L’invention vise à résoudre ce problème. Elle a en particulier pour but de fournir un procédé et un dispositif qui contribuent pour permettre à un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile de pouvoir tenir compte de la variabilité de la masse du véhicule. Par ce biais, l’invention souhaite permettre la fourniture de véhicules automobiles plus sûrs et plus confortables. Pour atteindre ces objectifs, l’invention concerne, selon un premier aspect, un procédé de gestion, par un dispositif informatique embarqué à bord d’un véhicule automobile, du fonctionnement d’un système d’aide à la conduite du véhicule qui commande au moins un actionneur de châssis du véhicule, le procédé comprenant les étapes de : obtenir des données caractérisant au moins une mesure de l’angle de braquage des roues avant du véhicule, des données caractérisant au moins une mesure de la vitesse longitudinale du véhicule, des données caractérisant au moins une mesure de la vitesse de lacet du véhicule et des données caractérisant au moins une mesure de l’accélération latérale du véhicule ; déterminer, en fonction des données obtenues au cours de l’étape i), des données caractérisant une estimation de la vitesse de lacet du véhicule, des données caractérisant une estimation de l’accélération latérale du véhicule, des données caractérisant une estimation de la masse du véhicule et des données caractérisant une estimation de la variance de l’erreur d’estimation de la masse du véhicule ; déterminer des données caractérisant un premier taux de convergence de la mesure de la vitesse de lacet et de l’estimation de la vitesse de lacet et des données caractérisant un second taux de convergence de la mesure de l’accélération latérale et de l’estimation de l’accélération latérale ; gérer le fonctionnement du système d’aide à la conduite en fonction des données caractérisant une estimation de la masse du véhicule dès lors qu’il est établi que l’estimation de la variance de l’erreur d’estimation de la masse du véhicule est inférieure à une première valeur seuil préétablie, que ledit premier taux de convergence est supérieur ou égal à une seconde valeur seuil préétablie et que ledit second taux de convergence est supérieur ou égal à la seconde valeur seuil. Selon une variante, l’étape ii) peut être réalisée en utilisant un filtre de Kalman sans parfum. Selon une autre variante, l’étape i) peut être réalisée en interagissant avec le système d’aide à la conduite. Selon encore une autre variante, la seconde valeur seuil peut être égale à 90%. Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un dispositif de gestion du fonctionnement d’un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile qui commande au moins un actionneur de châssis du véhicule, le dispositif comprenant au moins une unité de traitement d’informations, comprenant au moins un processeur, et un support de stockage de données configurés pour mettre en œuvre un procédé tel que décrit ci-dessus. Selon un troisième aspect, l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes d’un procédé tel que décrit ci-dessus lorsque ledit programme est exécuté par au moins un processeur. Selon un quatrième aspect, l’invention concerne un support utilisable dans un ordinateur sur lequel un programme tel que décrit ci-dessus est enregistré. Selon un cinquième aspect, l’invention concerne un véhicule automobile qui embarque un dispositif tel que décrit ci-dessus. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : FIG. 1 est une illustration schématique d’un véhicule automobile selon l’invention ; FIG. 2 est un diagramme fonctionnel d’un dispositif selon l’invention ; FIG. 3 est un organigramme des étapes d’un procédé selon l’invention ; FIG. 4 sont des graphiques illustrant la mise en œuvre du procédé selon l’invention ; FIG. 5 sont des graphiques illustrant la mise en œuvre du procédé selon l’invention ; et FIG. 6 sont des graphiques illustrant la mise en œuvre du procédé selon l’invention. Description détaillée de l’invention La FIG. 1 illustre schématiquement un véhicule automobile 1 selon l’invention. Celui-ci comprend de manière conventionnelle un système d’aide à la conduite 10, qui commande au moins un actionneur de châssis 20 du véhicule, par exemple un actionneur de châssis couplé au système de freinage du véhicule. De manière avantageuse, le véhicule 1 selon l’invention comprend également un dispositif 100 de gestion du fonctionnement d’un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile qui commande au moins un actionneur de châssis du véhicule au sens de la présente invention, tel que décrit ci-dessous, qui met en œuvre un procédé de gestion du fonctionnement d’un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile qui commande au moins un actionneur de châssis du véhicule au sens de la présente invention, tel que décrit plus bas. Lors de la mise en œuvre du procédé, le dispositif 100 selon l’invention détermine une estimation de la masse du véhicule en utilisant des mesures qui sont accessibles au système d’aide à la conduite du véhicule, à savoir l’angle de braquage des roues avant du véhicule, la vitesse longitudinale du véhicule, sa vitesse de lacet ainsi que son accélération latérale. Ces mesurent réalisées en temps réel sont utilisées pour alimenter un filtre de Kalman sans parfum, qui produit une estimation de l’accélération latérale du véhicule, une estimation de sa vitesse de lacet, une estimation de sa masse et une estimation de la variance de l’erreur d’estimation de la masse du véhicule. Ensuite, après avoir vérifié la convergence entre les mesures de l’accélération latérale et de la vitesse de lacet et les estimations correspondantes produites au moyen du filtre, le dispositif 100 gère le fonctionnement du système d’aide à la conduite en fonction de l’estimation de la masse du véhicule. C’est ainsi que l’on permet au système d’aide à la conduite 10 du véhicule 1 selon l’invention de pouvoir tenir compte de la variabilité de la masse du véhicule 1, et que l’on offre ainsi la possibilité au système d’aide à la conduite 10 du véhicule 1 selon l’invention de fournir des commandes plus précises à l’actionneur de châssis 20 du véhicule 1. Le dispositif 100 de gestion du fonctionnement d’un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile qui commande au moins un actionneur de châssis du véhicule selon l’invention est illustré sur la FIG. 2 . Il s’agit fondamentalement d’un appareil informatique qui comprend au moins une unité de traitement d’informations 101, comportant un ou plusieurs processeurs, un support de stockage de données 102, sur lequel est notamment enregistré un programme qui comprend des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon l’invention décrit plus loin, et une interface d’entrée et sortie 103 permettant la réception et l’émission de données. Préférentiellement, le dispositif 100 selon l’invention est hébergé sur un calculateur indépendant et il interagit par le biais de son interface d’entrée et sortie 103 et au moyen d’un réseau de communication filaire du véhicule (e.g. CAN, Ethernet) – matérialisé sur la FIG. 1 par les flèches à double sens – avec le système d’aide à la conduite 10 du véhicule. Alternativement, le dispositif 100 selon l’invention fait partie intégrante d’un calculateur du système d’aide à la conduite 10 du véhicule 1. Selon l’invention, tous les éléments décrits ci-dessus contribuent pour permettre la mise en œuvre, à bord d’un véhicule automobile, d’un procédé de gestion du fonctionnement d’un système d’aide à la conduite du véhicule qui commande au moins un actionneur de châssis du véhicule, tel que décrit ci-dessous en lien avec la FIG. 3 -6. La figure 3 illustre au moyen d’un organigramme les étapes du procédé selon l’invention. Selon une première étape 301 du procédé selon l’invention, le dispositif 100 selon l’invention obtient des données caractérisant au moins une mesure de l’angle de braquage des roues avant du véhicule , des données caractérisant au moins une mesure de la vitesse longitudinale du véhicule , des données caractérisant au moins une mesure de la vitesse de lacet du véhicule ( , et des données caractérisant au moins une mesure de l’accélération latérale du véhicule ( . En effet, les équations de la dynamique d’un véhicule montrent que la vitesse de lacet, l’accélération latérale et la vitesse longitudinale du véhicule dépendent de la masse du véhicule ( m ), en particulier l’accélération latérale et l’accélération de lacet ) sont telles que : = - + Et pour obtenir les mesures des paramètres précités, le dispositif 100 selon l’invention interagit avec le système d’aide à la conduite 10, qui, de manière conventionnelle, est en mesure de déterminer ces mesures, par exemple en interagissant avec un capteur d’angle de braquage, un accéléromètre et un capteur de vitesse de lacet embarqués à bord du véhicule 1. En d’autres termes, le dispositif 100 selon l’invention initie avantageusement la mise en œuvre du procédé selon l’invention en obtenant des mesures de quatre paramètres communs qui sont conventionnellement déterminées par les systèmes d’aide à la conduite de tous les véhicules modernes. Ensuite, selon une deuxième étape 302 du procédé selon l’invention, le dispositif 100 selon l’invention détermine, en fonction des données obtenues au cours de la première étape, des données caractérisant une estimation de la vitesse de lacet du véhicule ( , des données caractérisant une estimation de l’accélération latérale du véhicule , des données caractérisant une estimation de la masse du véhicule ( m ) et des données caractérisant une estimation de la variance de l’erreur d’estimation de la masse du véhicule . Pour déterminer ces données, le dispositif 100 selon l’invention alimente avantageusement un filtre de Kalman sans parfum, qui détermine les estimations précitées à partir des équations fondamentales de la dynamique du véhicule. Cet estimateur est paramétré de sorte que les deux grandeurs estimées reconstruites et convergent rapidement vers leur mesure respective et . Cette convergence est atteinte quand la masse du véhicule estimée au moyen du filtre de Kalman sans parfum converge vers la masse réelle du véhicule. Cette manière de procéder apporte plusieurs avantages. En effet, contrairement à une méthode d’identification par paquets, l’estimateur non linéaire qui joue le rôle d’identification récursive actualise la masse estimée dès que de nouvelles mesures sont disponibles, et ce, sans qu’il soit nécessaire de mémoriser des paquets de données entrée/sortie qui consomment de l’espace mémoire sur un calculateur. En outre, la facilité d’implémentation du filtre de Kalman sans parfum (UKF) et sa robustesse permettent une meilleure approximation des non-linéarités par rapport à un filtre de Kalman étendu (EKF), car, contrairement à un filtre de Kalman étendu, le filtre de Kalman sans parfum n’utilise pas le calcul d’une matrice Jacobienne (une linéarisation du système en un point de fonctionnement) et cela rend ainsi son implémentation sur les cibles temps réel souvent moins coûteuse en ressources de calcul. Ensuite, selon une troisième étape 303 du procédé selon l’invention, le dispositif 100 selon l’invention détermine des données caractérisant un premier taux de convergence de la mesure de la vitesse de lacet et de l’estimation de la vitesse de lacet et des données caractérisant un second taux de convergence de la mesure de l’accélération latérale et de l’estimation de l’accélération latérale. Pour ce faire, le dispositif 100 selon l’invention calcule la différence entre la mesure et l’estimation correspondante, qu’il pondère en fonction de la différence entre la valeur mesurée à un instant et la moyenne des mesures effectuées précédemment. Ainsi, au terme de cette troisième étape du procédé, le dispositif 100 selon l’invention a avantageusement déterminé l’efficacité du filtre de Kalman pour estimer la vitesse de la lacet et l’accélération latérale du véhicule. Et, comme déjà évoqué plus haut, la convergence entre les estimations de ces paramètres et leurs mesures correspondantes implique la convergence de l’estimation de la masse et de la masse réelle du véhicule. Enfin, selon une quatrième étape 304 du procédé selon l’invention, le dispositif 100 selon l’invention gère le fonctionnement du système d’aide à la conduite en fonction des données caractérisant une estimation de la masse du véhicule dès lors qu’il établit que l’estimation de la variance de l’erreur d’estimation de la masse du véhicule est inférieure à une première valeur seuil préétablie, que le premier taux de convergence est supérieur ou égal à une seconde valeur seuil préétablie, par exemple égale à 90%, et que le second taux de convergence est supérieur ou égale à la seconde valeur seuil, par exemple égale à 90%. Autrement dit, lorsqu’il établit la convergence des estimations de l’accélération latérale et de la vitesse de lacet avec les mesures de ces paramètres et que la variance de l’erreur d’estimation de la masse est faible, le dispositif 100 selon l’invention considère que l’estimation de la masse du véhicule peut être utilisée par le système d’aide à la conduite 10. Il procède alors en transmettant à ce dernier des données caractérisant une commande d’utilisation de la masse estimée du véhicule, et le système d’aide à la conduite 10 exécute la commande dès réception des données. La FIG. 4 illustre au moyen de graphiques l’évolution temporelle des mesures des paramètres qui alimentent le filtre de Kalman sans parfum. On voit ainsi, de haut en bas, la vitesse longitudinale du véhicule, l’angle de braquage des roues avant, la vitesse de lacet du véhicule et l’accélération transversale du véhicule. La FIG. 5 illustre les résultats de l’estimateur en utilisant les mesures illustrées par les graphiques de la FIG. 4 . On voit, de haut en bas, l’accélération transversale estimée et mesurée, la vitesse de lacet estimée et mesurée, la masse totale estimée, la masse totale réelle du véhicule, la gabarit +/- 5% de la masse totale réelle du véhicule et, tout à fait en bas, l’estimation de la variance de l’erreur d’estimation de la masse. Cette estimation de variance est reprise sur la FIG. 6 avec un seuil permettant de savoir quand la masse estimée est utilisée. Ainsi, grâce au procédé et au dispositif selon l’invention décrits ci-dessus, une solution est fournie pour permettre à un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile de pouvoir tenir compte de la variabilité de la masse du véhicule. Grâce à ces moyens, l’invention contribue ainsi à la fourniture de véhicules automobiles plus sûrs et plus confortables. Procédé de gestion, par un dispositif informatique (100) embarqué à bord d’un véhicule automobile (1), du fonctionnement d’un système d’aide à la conduite (10) du véhicule qui commande au moins un actionneur de châssis (20) du véhicule, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes de : obtenir des données caractérisant au moins une mesure de l’angle de braquage des roues avant du véhicule, des données caractérisant au moins une mesure de la vitesse longitudinale du véhicule, des données caractérisant au moins une mesure de la vitesse de lacet du véhicule et des données caractérisant au moins une mesure de l’accélération latérale du véhicule ; déterminer, en fonction des données obtenues au cours de l’étape i), des données caractérisant une estimation de la vitesse de lacet du véhicule, des données caractérisant une estimation de l’accélération latérale du véhicule, des données caractérisant une estimation de la masse du véhicule et des données caractérisant une estimation de la variance de l’erreur d’estimation de la masse du véhicule ; déterminer des données caractérisant un premier taux de convergence de la mesure de la vitesse de lacet et de l’estimation de la vitesse de lacet et des données caractérisant un second taux de convergence de la mesure de l’accélération latérale et de l’estimation de l’accélération latérale ; gérer le fonctionnement du système d’aide à la conduite en fonction des données caractérisant une estimation de la masse du véhicule dès lors qu’il est établi que l’estimation de la variance de l’erreur d’estimation de la masse du véhicule est inférieure à une première valeur seuil préétablie, que ledit premier taux de convergence est supérieur ou égal à une seconde valeur seuil préétablie et que ledit second taux de convergence est supérieur ou égal à la seconde valeur seuil. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu e l’étape ii) est réalisée en utilisant un filtre de Kalman sans parfum. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape i) est réalisée en interagissant avec le système d’aide à la conduite. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde valeur seuil est égale à 90%. Dispositif (100) de gestion du fonctionnement d’un système d’aide à la conduite (10) d’un véhicule automobile (1) qui commande au moins un actionneur de châssis (20) du véhicule, caractérisé en ce que le dispositif comprend au moins une unité de traitement d’informations (101), comprenant au moins un processeur, et un support de stockage de données (102) configurés pour mettre en œuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes d’un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 lorsque ledit programme est exécuté par au moins un processeur. Support utilisable dans un ordinateur, caractérisé en ce qu’ un programme selon la revendication 6 y est enregistré. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu’ il embarque un dispositif selon la revendication 5.