FR2912981A1 - Procede de pilotage automatique de vehicule automobile comprenant un systeme acc - Google Patents
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Abstract
Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule, dit porteur, équipé de moyens de détection et de suivi de cibles mobiles, de moyens embarqués de commande électronique de l'accélération dudit véhicule, caractérisé en ce en ce qu'il comprend :. le calcul d'une vitesse dite de suivi de cible (Vde_suivi) en fonction des paramètres suivants :. la vitesse mesurée du véhicule cible (Vcible) ;. la distance inter-véhicule (DIV) ;. le potentiel de freinage (Gvéhi) du véhicule porteur,. le potentiel de freinage (Gcible) du véhicule cible,. le temps inter-véhicule à assurer en permanence (TIV) ;. la distance minimale de marge (Dmarge) ;. le calcul d'une vitesse d'accélération latérale (Vaccel_latérale) autorisée ; la détermination d'une vitesse de régulation (Vregul) du véhicule porteur correspondant à la vitesse minimum définie entre les variables suivantes : la vitesse de suivi, la vitesse d'accélération latérale, une vitesse de consigne.
Description
s 2912981 1
Procédé de pilotage automatique de véhicule automobile comprenant un système ACC L'invention concerne un procédé de régulation de vitesse et d'allure automatisée pour véhicule automobile se déplaçant entre plusieurs véhicules mobiles circulant dans la même direction. En particulier, le procédé selon l'invention concerne les véhicules 5 disposant d'un dispositif de type ACC, dont la signification dans la terminologie anglo-saxonne est Adaptative Cruise Control Elle s'applique à toutes conditions de trafic, notamment, à la condition de trafic dense, et plus particulièrement aux cas d'insertion d'un ou de plusieurs véhicules dans l'espace de sécurité du véhicule porteur d'un 10 système ACC.
Actuellement, il existe des systèmes de régulation de distance, tel que le système ACC, permettant aux véhicules qui en sont équipés de respecter automatiquement une distance de sécurité prédéterminée avec le 15 véhicule précédent sur la même voie de circulation, de tels véhicules sont appelés véhicule porteur. Le véhicule porteur module automatiquement sa vitesse pour garder cette distance. Dès que la voie est libre devant le véhicule porteur, son accélération augmente automatiquement pour atteindre la vitesse de consigne sélectionnée par le conducteur, et ainsi assister le 20 conducteur dans sa tâche de conduite.
Plus généralement, le système ACC est couplé à une fonction de conduite automatique en embouteillage, cette fonction est appelée Stop&Go. Le système ACC et la fonction Stop&Go permettent une conduite 25 automatique dans toutes les conditions de trafic et assurent une allure automatisée, donc sans l'aide du conducteur, dans les situations suivantes : détection d'un véhicule cible éventuelle, gestion du moment de début de l'action automatique derrière une cible, gestion de la vitesse à l'approche d'un véhicule cible, maintien à une distance derrière le véhicule cible 30 correspondant au temps inter-véhicule affiché, noté TIV, maintien d'une vitesse de consigne en l'absence d'un véhicule cible, gestion d'une accélération latérale convenable en virage, gestion de la vitesse en cas d'insertion d'un véhicule cible, gestion de la vitesse en cas d'effacement du véhicule cible ou de dépassement, gestion de la vitesse en cas d'arrêt derrière un véhicule cible, gestion de la vitesse et accélération en cas de redémarrage d'une cible, gestion de la vitesse et accélération en cas de disparition de cible.
Avec le système ACC, le conducteur peut sélectionner une vitesse de croisière, au-dessus d'une vitesse minimale, fixée, généralement, à 40 kmlh environ, par l'intermédiaire de boutons situés sur le volant, la vitesse du véhicule peut être stabilisée alors à cette consigne de vitesse. Si un véhicule plus lent est détecté devant le véhicule porteur, sur sa voie de circulation, la vitesse est automatiquement modulée pour adapter la distance aux normes de sécurité. Comme illustré en figure 1 qui représente le schéma de principe d'un régulateur de distance actuelle, cette détection de cibles est réalisée par un radar ou un télémètre 10 placé à l'avant du véhicule, qui calcule la distance inter-véhicule DIV et la vitesse Vcible relative du véhicule précédent. Ces informations sont envoyées à un calculateur électronique de contrôle 11, embarqué aussi sur le véhicule, qui commande en conséquence le fonctionnement du véhicule 13, par le contrôle du moteur, par le pilotage du papillon des gaz, la gestion des rapports de la boîte de vitesse automatique et éventuellement la pression des freins pour agir sur l'accélération du véhicule. Grâce à une interface dédiée, le conducteur est renseigné en permanence sur l'état du système.
La demande de brevet 0 605 104 Al, de la société JAGUAR, décrit un système équipé d'un radar à champ horizontal assez important, de l'ordre de 15 degrés, permettant de détecter et de pister plusieurs véhicules. En fonction de la prédiction de trajectoire du véhicule équipé du système ACC et des autres véhicules qui le précèdent, le système sélectionne le véhicule cible le plus proche situé sur sa trajectoire. Les informations de distance et de vitesse relatives à ce véhicule cible choisi sont alors envoyées à un calculateur électronique embarqué, destiné à moduler l'accélération du véhicule par le contrôle du papillon des gaz ou des freins.35 La gestion de l'allure du véhicule en système ACC classique consiste à associer deux régulations : une régulation de distance et une régulation de vitesse. Ceci occasionne un ajustement d'allure derrière un véhicule cible d'abord par un freinage, puis, souvent, par une ré-accélération pour ajuster soit la vitesse, soit la distance, les deux paramètres étant, généralement, traités indépendamment. Cet ajustement présente un petit désagrément de confort physique, un désagrément moral dû à la perception par le conducteur d'un illogisme dans la gestion de l'automatisme, un désagrément certain en terme de consommation de carburant puisque les ré-accélérations pourraient être évitées.
Par ailleurs, en condition de trafic dense ralenti ou en condition d'embouteillage, la fonction Stop&Go gère difficilement l'accélération du véhicule lorsque celui-ci doit s'arrêter. En effet, la décélération doit passer de la valeur courante à une décélération nulle dans un temps très court. Ce phénomène est dû à un principe physique incontournable dont l'effet est un à-coup très mal ressenti si on ne minimise pas la décélération avant l'arrêt.
D'autre part, les systèmes ACC classiques sont gérés par des ajustements de coefficients dont la signification physique n'est pas facilement compréhensible. De nombreux essais souvent réalisés à tâtons lors des mises au point ne permettent pas de prédire ce qu'un changement de coefficient va engendrer. Par exemple, l'adaptation du système ACC et des coefficients qui y sont liés diffère selon que le véhicule suit un camion dont le freinage potentiel est faible ou selon que le véhicule suit un véhicule de tourisme dont le freinage potentiel est fort. Un inconvénient résulte de la complexité du système ACC, notamment, des différentes gestions d'allure selon la situation du véhicule porteur. Par exemple, le système ACC classique se gère en accélération quand il s'agit de suivi de cible, en vitesse ou en accélération latérale quand il s'agit de régulation de vitesse et en distance quand il s'agit de décider du moment du début d'une action.
Un but de l'invention est, notamment, de pallier les inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet de définir des paramètres, permettant de réguler la vitesse du véhicule dans le système ACC, dans toutes les conditions de situation du véhicule que ce soit, notamment, en approche de cible, en suivi de véhicule cible, en régulation de vitesse sans cible, en régulation d'accélération latérale en virage, en arrêt derrière cible, en redémarrage cible et dans tous les cas d'insertion d'une ou plusieurs cibles dans l'espace prédéfini de sécurité du véhicule porteur.
~o Un des avantages est de pouvoir utiliser le système ACC en simple régulation de vitesse dans le cas de capteur de distance inter-véhicule en panne. Pour cela, la gestion de l'allure du véhicule selon l'invention dans un système ACC permet de définir une vitesse de suivi, notée Vde_suivi, qui 15 permet d'ajuster la vitesse du véhicule Vvéhi. L'ajustement se fait à partir d'un filtre permettant de calculer l'accélération adoptée, notée Gadopté, pour stabiliser le véhicule à une vitesse régulée Vvéhi, et asservissant le gestionnaire d'allure. A partir de cet asservissement, le gestionnaire d'allure distribue des consignes au moteur et au frein du véhicule. 20 Plus précisément l'invention a pour objet un procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule, appelé véhicule porteur, équipé de moyens de détection et de suivi de cibles mobiles, d'un calculateur et de moyens embarqués de commande électronique de l'accélération dudit véhicule, 25 caractérisé en ce en ce qu'il comprend : - le calcul d'une vitesse dite de suivi (Vde_suivi) de cible lorsque ledit véhicule porteur se déplace sur une voie de circulation comportant au moins un autre véhicule, appelé cible, circulant dans un espace prédéfini de sécurité, appelé distance de sécurité, du véhicule porteur, 30 à partir des paramètres suivants : • la vitesse mesurée du véhicule cible (Vcib,e), • la distance mesurée inter-véhicule (DIV), • le potentiel de freinage (Gvéhi) du véhicule porteur, correspondant à la décélération potentielle lors d'un freinage 35 urgent du véhicule porteur ; • le potentiel de freinage (Gclble) du véhicule cible, correspondant à la décélération potentielle lors d'un freinage urgent du véhicule cible ; • le temps inter-véhicule à assurer en permanence, ledit temps 5 étant prédéterminé (TIV);
• la distance minimale de marge (Dmarge) à assurer entre les deux véhicules lorsque lesdits véhicules s'arrêtent à partir de leur potentiel maximum de freinage respectif ;
le calcul d'une vitesse d'accélération latérale (Vaccel_latérale) 10 autorisée ; - la détermination d'une vitesse de régulation (Vregul) du véhicule porteur correspondant à la vitesse minimum définie entre les variables suivantes : la vitesse de suivi calculée, la vitesse calculée d'accélération latérale, une vitesse de consigne affichée. 15 Avantageusement, l'expression de la vitesse de suivi est de type : z V = G TIV ù TIV Z -2. ('v ù Dinarge) + Vcible aux de suivi véhi Gvéhi Gcible.Gvéhi constantes près. 20 Avantageusement, en allure de croisière, l'accélération adoptée (Gadopté), permettant d'asservir la vitesse du véhicule porteur à la vitesse de régulation, est calculée à partir de l'équation suivante : Gadopté = Kaccel . (Vregul ù Vvéhi) + Kstg . Gstop&go , ou • Kaccel est un paramètre réglable ;
25 • Väéhl est la vitesse réelle du véhicule ;
• Gstop&go est l'accélération résiduelle en condition Stop&Go, cette condition correspondant au cas d'un embouteillage ;
• Kstg est un paramètre variant de 0 à 1 et pondérant l'accélération résiduelle Gstop&go. 30 Avantageusement, l'expression de l'accélération Gstop&go, aux constantes près, est la suivante : Vcible dVcible (Vcible Vvéhi) ùKaccelcible Gstop&go ù R Gcible dt Kaccelcible étant un a paramètre permettant d'appliquer au moins une partie d'une accélération résiduelle dépendante de l'accélération cible d cible Ra s'exprimant, aux constantes près, ainsi : Ra = (DIV ù Dai ) V 2 TIV 2 -2. ange + cible Gvéhi Gcible - Gvéhi
Avantageusement, le procédé de régulation de la vitesse du véhicule porteur ayant une vitesse de référence (Vref), correspondant 10 sensiblement, à la vitesse d'une première cible (Vcible1) lorsqu'une première cible le précède d'une première distance mesurée inter-véhicule entre le véhicule porteur et la première cible (DIV1), comprend : lorsque une seconde cible s'insère dans l'espace de sécurité du véhicule porteur, se situant à une seconde distance inter-véhicule (DIV2) du 15 véhicule porteur, les deux cibles ayant, selon l'axe du véhicule porteur, respectivement des premier et second écarts latéraux par rapport à l'axe du véhicule porteur (Duat, D2_lat), - le calcul d'une distance inter-véhicule résultante (D1Vresult) obtenue à partir : 20 • de la première mesure de la distance inter-véhicule (DIVI) ; • de la seconde mesure du temps inter-véhicule (DIV2) ; • des premier et second écarts latéraux (Di_lat, D2_lat) et • du temps intervéhicule (TIV).
25 Avantageusement, le procédé de régulation de la vitesse du véhicule porteur ayant une vitesse de référence (Vref), correspondant sensiblement, à la vitesse de consigne (VCOnsigne) affichée, comprend : - lorsqu'une cible s'insère dans l'espace de sécurité du véhicule porteur, se situant à une distance inter-véhicule (DIV2) du véhicule porteur, la 30 cible ayant, selon l'axe du véhicule porteur, un écart latéral (D2_lat) par rapport à l'axe du véhicule porteur, 10
- le calcul d'une distance inter-véhicule résultante (DlVresult) obtenue à partir : • de la mesure de la distance inter-véhicule (DIV2) ; • de l'écart latéral (D2_lat) et ; • du temps inter-véhicule (TIV). Avantageusement, l'expression de la distance inter-véhicule est alors la suivante : DIV =DIV2 +(Min(DIV1;Vref .TIV +D,narge)ùDIV2).Tauxinsert, avec le taux d'insertion du second véhicule cible définit par la (D2 rat `at) D et D étant deux relation : Taux;, ert = , minlat max lat (Dmax lat _D. n rat ) constantes pré-définies.
15 Avantageusement, le procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule, ledit véhicule étant en régime de croisière derrière une première cible, lorsque une seconde cible s'insère dans l'espace de sécurité du véhicule porteur, comprend : • la mesure d'une première vitesse cible (Vciblel) ; 20 • la mesure d'une seconde vitesse cible (Vcible2) ; • la détermination d'une vitesse cible résultante (Vcible_resuit) à partir des première et seconde mesures cible et du taux d'insertion.
25 Avantageusement, dans ce dernier cas, la distance inter-véhicule (DIV) est égale à la distance inter-véhicule résultante (DlVresult) et la vitesse cible (Vcible) est égale à la vitesse cible résultante (Vcible_resuit), l'expression de la vitesse cible résultante (Vcible_result) étant la suivante : Vcibleresult = Vcible2 + (Vciblel -Vcible2) TaUXinsert ; 30 Avantageusement, le procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule roulant avec une vitesse de référence (Vref), lorsqu'une cible s'insère dans l'espace de sécurité du véhicule porteur, comprend : • la mesure de la vitesse du véhicule porteur de référence (Vref) ; • la mesure d'une seconde vitesse cible (Vcible2) ; • la détermination d'une vitesse cible résultante (Vcible_result) à 5 partir des première et seconde mesures cible et du taux d'insertion.
Avantageusement, dans ce dernier cas, la distance inter-véhicule (DIV) est égale à la distance inter-véhicule résultante (DlVresuit) et la vitesse ~o cible (Vcible) est égale à la vitesse cible résultante (Vcible_result), l'expression de la vitesse cible résultante (Vciblee result) étant la suivante : Vcibleresult = Vcible2 + (Vref - Vcible2) TaUXinsert ;
15 Avantageusement, le procédé de régulation de la vitesse du véhicule porteur, ayant une vitesse de référence (Vref), un nombre n de véhicules cibles étant situés dans l'espace de sécurité du véhicule porteur et présentant des distances inter-véhicules avec le véhicule porteur {DIV1,..., DIVn}, et des écarts latéraux par rapport à l'axe du véhicule porteur {D-_lat ,..., 20 Dn_iat}, comprend : un nombre n de calculs de distances inter-véhicule pondérées {DlVpond_l • • •,DlVpond- i,..., DlVpond_n} pour chacune des cibles, résultant pour la ieme cible : • de la distance mesurée inter-véhicule entre le véhicule porteur et 25 la ieme cible (DIVi) ; • de l'écart latéral entre la ieme cible et le véhicule porteur (Di_iat) ; • de la distance minimale de marge (Dmarge) ; • de la vitesse de référence du véhicule porteur (Vref) et ; • du temps inter-véhicule (TIV). 30
Avantageusement, l'expression de la distance inter-véhicule pondérée (DlVpond_i), pour la ieme cible, est la suivante : DIVpoäd =DIV +(Vref •TIV+D,narge ûDIV )• Taux insert_,, avec le 35 taux d'insertion des véhicules cibles défini par la relation : _ (D1ù at û Dmin Tauxtnserr la' , où Dmax et Dmin sont des constantes i ù _at _at (Dmax lat ù Dmin lat ) exprimant des distances références. Avantageusement, le procédé comprend la détermination d'une distance inter-véhicule pertinente (DlVper) entre le véhicule porteur et l'une des cibles, ladite distance pertinente correspondant au minimum des distances pondérées parmi les n distances inter-véhicules pondérées, ladite distance inter-véhicule pertinente étant exprimée par la relation suivante : DlVpert = Min{DJVpondl,•.., DlVpondn 1 Avantageusement, le procédé comprend le calcul de la vitesse de suivi d'un véhicule porteur, roulant parmi n véhicules cibles situés dans l'espace de sécurité du véhicule porteur, la distance inter-véhicule (DIV) étant égale à la distance inter-véhicule pertinente et la vitesse cible (Vcibie) étant égale à la vitesse du véhicule cible dont la distance inter-véhicule pondérée est égale à la distance inter-véhicule pertinente. Avantageusement, le procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule comprend le calcul de la vitesse d'accélération latérale (Vaccei_latérale) 20 d'un véhicule porteur abordant un virage, ledit calcul de la vitesse d'accélération latérale comprenant le calcul d'un temps d'anticipation (Tanticipation), en fonction d'une vitesse de rotation du volant (Wvolant), approximativement constante et de constantes pré-définies. Le procédé permet ainsi de calculer la décélération nécessaire pour pallier l'accélération 25 latérale induite par le virage. Avantageusement, la formulation du temps Tanticipation est la suivante : Tc2 - Tanticipation = • \2 Wvolant Kvol / 30 • Wvolant étant la vitesse de l'angle volant de direction ; • Tc étant un coefficient constant ; • Kvol étant un coefficient constant dépendant des unités utilisées.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à 5 l'aide de la description qui suit, faîte en regard des dessins annexés qui représentent : • la figure 1 : le schéma de principe d'un régulateur de distance dans un dispositif de l'art connu ; • la figure 2: les étapes de détermination de la vitesse de 10 régulation selon l'invention à partir de vitesse de suivi, de vitesse de consigne et de vitesse relative à l'accélération latérale • la figure 3 : le positionnement d'un véhicule porteur par rapport à un véhicule cible en cas de freinage derrière un véhicule 15 cible ; • la figure 4 : le positionnement d'un véhicule porteur par rapport à un véhicule cible en cas d'insertion d'un véhicule cible dans l'espace de sécurité du véhicule porteur.
20 Le gestionnaire d'allure du système ACC distribue des consignes au moteur et aux freins du véhicule. Le véhicule est appelé par la suite véhicule porteur. Ce dernier régule sa propre vitesse en fonction de la situation du véhicule circulant sur une voie de circulation parmi d'autres véhicules. 25 Le procédé selon l'invention s'applique, notamment, dans les trois cas de figure suivants : • le véhicule porteur est précédé d'un autre véhicule situé dans l'espace de sécurité, appelé véhicule cible ; • un véhicule cible, noté cible 2, s'insère dans l'espace de 30 sécurité du véhicule porteur ; • le véhicule porteur est précédé d'un certain nombre n de véhicules s'insérant dans l'espace de sécurité, notés {cible 1, ..., cible n}. Ce dernier cas s'appliquant, notamment, au cas de trafic fluide et dense. 35 Ces trois différents cas de figure s'appliquent dans le cas d'une approche de cible(s) et de suivi de cible et cela jusqu'à l'arrêt ou la ré-accélération. L'espace de sécurité est défini par la relation suivante : Dsécurité = Vref TIV + Dmarge, où Vref est sensiblement la vitesse de la cible, Vcible, en régime de suivi de cible, le véhicule porteur étant stabilisé derrière la cible ou peut-être la vitesse de consigne, Vconsigne, du conducteur si aucune cible n'est détectée. La distance de sécurité est alors recalculée en fonction d'une insertion éventuelle d'une cible dans cet espace de sécurité.
Dmarge est une distance de marge définie dans la suite de la description et TIV un paramètre réglable également défini dans la suite de la description.
Dans les trois premiers cas de figure, le procédé selon l'invention permet de stabiliser la vitesse réelle du véhicule, noté Vvéhi, à partir d'une vitesse de régulation, notée Vrégul. Celle-ci est issue du calculateur du véhicule porteur. Ladite vitesse de régulation est calculée à partir d'une vitesse de suivi, noté Vde suivi. La figure 2 représente, notamment, les relations liant la vitesse de suivi 23 en 20 fonction de : • la vitesse de la cible 20 ou des cibles, notée Vcible, issue du radar du véhicule porteur ; • de la distance inter-véhicule 22 ou des distances inter-véhicules, notée DIV, issue du radar du véhicule porteur ; 25 • du temps inter-véhicule 21, noté TIV, qui est une constante éventuellement commandée par le conducteur représentant le temps à assurer en permanence correspondant au temps de réaction avant freinage et ; • de constantes ou de paramètres réglables. 30 Le procédé selon l'invention propose de définir une fonction, notée f, telle que Vde_suivi = f(DIV, TIV, Vcible, coefsl, coefs2), où coefsl et coefs2 sont des constantes ou des paramètres réglables.
Un quatrième cas est défini de la manière suivante, lorsque aucun véhicule précède le véhicule porteur, la vitesse du véhicule porteur s'asservie sur la vitesse de consigne, notée Vconsigne, commandée par le pilote. Le procédé de l'invention s'applique également à ce cas en sélectionnant la vitesse de consigne pour asservir l'allure du véhicule.
Un cinquième cas correspond au cas d'un véhicule porteur abordant un virage. L'accélération latérale du véhicule porteur augmentant dans le virage, il est, généralement, préférable d'adapter la vitesse du véhicule, notée alors Vacce, latérale, en anticipant l'entrée dans le virage par un calcul de l'angle volant dans un futur imminent.
Le procédé selon l'invention permet d'établir une règle de sélection de la vitesse à considérer pour asservir l'accélération du véhicule 15 parmi les vitesses suivantes, selon les conditions, Vconsigne, Vaccei_latérale, Vde suivi. Afin de calculer l'accélération à adopter, le procédé selon l'invention considère la vitesse de régulation 26, Vregul• La figure 2 représente la vitesse de régulation 26 comme une 20 fonction dépendante des vitesses de suivi 23, de consigne 24, relative à l'accélération latérale 25. La relation liant ces différentes vitesses est la suivante : Vregul = MIN { Vconsigne, Vaccel_Iatérale, Vdesuivi}, MIN étant la fonction minimum des 3 variables. 25 La vitesse Vregul 26 étant calculée, le calculateur calcule une accélération Gadopté 28 permettant de stabiliser la nouvelle vitesse du véhicule Vvéhl 27.
Dans le cas d'une approche d'un véhicule, correspondant au 30 premier cas de figure, la figure 3 représente un véhicule porteur 30 et un premier véhicule cible 31. Le procédé selon l'invention permet au véhicule porteur de stabiliser sa vitesse Vvéhi au plus proche de la vitesse du véhicule cible. La distance entre les deux véhicules 32 est la distance inter-véhicule, notée DIV. L'écart entre l'axe du véhicule cible et l'axe du véhicule porteur 33 35 est noté Di lat.
On considère, en régime stabilisé lorsque le véhicule porteur est situé derrière un véhicule cible, le paramètre, noté TIV, représentant le temps de réaction avant freinage nécessaire pour que le véhicule porteur s'arrête à une distance Dmarge du véhicule cible, si celui-ci freine brusquement de tout son potentiel de freinage Gcible et que le véhicule porteur après le temps TIV freine également de tout son potentiel de freinage G1éhi. La figure 3 représente au temps T0, le véhicule cible 31 qui commence à freiner de tout son potentiel. Au temps T1, après l'écoulement d'un temps de réaction, TIV, du véhicule porteur 30, ledit véhicule a parcouru une distance 35 avant de commencer à freiner. A partir du temps T2, le véhicule porteur freine de tout son potentiel Gvéhi, avant de s'arrêter derrière le véhicule cible 31. La distance 36 entre les deux véhicules est la marge de sécurité Dmarge.
Le procédé selon l'invention formule la vitesse de suivi, Vde_suivi, de la manière suivante : 2 TIVZ _2 (DNùDmarge) + Vcible Gvéhi Gcible•Gvéhi où TIV est par principe une constante représentant le temps inter-véhicule à assurer en permanence et demandé par le conducteur. Ce temps TIV peut être éventuellement réglable par la volonté du conducteur ou par la détection de circonstances permettant de le diminuer ou de l'augmenter.
Le choix d'un temps TIV trop long peut être dangereux pour la sécurité du conducteur et, d'autre part, le choix d'un temps TIV trop court peut causer un désagrément lié à la perception d'une réaction du véhicule mal adaptée à la situation.
La distance inter-véhicule DIV est constamment mesurée par le capteur.
La distance 36 définie ci-dessus, Dmarge, est une constante ou une variable linéaire représentant la marge de distance souhaitée à garder derrière le véhicule cible à l'arrêt. 1) Vde suivi = Gvéhi Par ailleurs, Vcibie est constamment calculée par le radar.
Gvéhi est une constante ou une variable linéaire toujours négative. Elle représente la décélération potentielle lors d'un freinage urgent du véhicule porteur du système ACC. Ce paramètre peut varier en fonction du terrain et des intempéries.
Gcible est une constante ou une variable linéaire toujours négative. Elle représente la décélération potentielle lors d'un freinage urgent du véhicule cible. Ce paramètre peut varier en fonction du terrain et des intempéries et du type de véhicule.
Dans ce premier cas d'exemple Vregul = Vde_suivi, le procédé selon l'invention permet donc d'élaborer l'accélération permettant de s'asservir à la vitesse de régulation, ladite vitesse de régulation étant définie précédemment. L'appropriation de la vitesse par le véhicule porteur de l'ACC se fait en passant par un filtre, préférentiellement du premier ordre, pour définir une accélération à appliquer au véhicule pour atteindre la vitesse Vrégul• La formulation de l'accélération adoptée par le véhicule porteur est la suivante : (2) Gadopté = Kaccel*Vrégul ù Vvéhi) + Kstg Gstop&go ; • Kaccel étant un coefficient constant ou variant linéairement de ce filtre, coefficient qui peut changer en fonction des situations différentes comme basse vitesse et haute vitesse. Il sera préférentiellement choisi de le faire varier linéairement de 1,2 à 0,6 lorsque la vitesse de la cible sera de 0 à 22 m/s ; • Vvéhi étant la vitesse réelle du véhicule porteur de l'ACC ; • Gstop&go est une accélération résiduelle calculée à ajouter dans le cas de Stop&Go, c'est à dire pour les cas de trafic dense tel qu'un embouteillage, par exemple ; • Kstg est un coefficient constant ou variant linéairement entre 0 et 1 permettant d'appliquer tout ou partie d'une accélération résiduelle. II sera préférentiellement choisi de le faire varier linéairement de 0,5 à 0 lorsque la vitesse du véhicule ACC sera de 0 à 22 m/s.
Le procédé selon l'invention définie l'expression de l'accélération résiduelle du cas Stop&Go, par la relation suivante : Vcibie dVcible (V-cible ù Vvéhi) ù Kaccelcible Geible dt (3) Gstop&go = R a Kaccelcible étant un paramètre permettant d'appliquer au moins une partie d'une accélération résiduelle dépendante de l'accélération du véhicule cible d cible , et ;
Ra s'exprimant en fonctions des constantes et paramètres définis précédemment, ainsi : (DIV ù D. ) Vciblez TIV 2-2. arg e + Gvéhi Gcible • Gvéhi
Pour éviter les brutalités sur le véhicule, un lissage par un filtre, préférentiellement du premier ordre, est appliqué à l'accélération Gadopté 15 avant d'être traité par le gestionnaire d'allure. De même, desgradients d'accélération maximum et minimum peuvent être adoptés pour limiter les variations brutales de l'accélération. Pour éviter les accélérations dangereuses, les accélérations et les décélérations pourront être bornées au maximum et au minimum pour limiter 20 l'allure du véhicule en automatique à ce qui est convenable pour un conducteur. Pour augmenter la réactivité lorsque le véhicule cible est à très basse vitesse, le procédé selon l'invention permet de faire varier la constante négative Gvéhi, préférentiellement, linéairement de -6,5 mis2 à -3,5 m/s2 25 lorsque la vitesse du véhicule cible Vcibie varie de 22 m/s à 5,5 m/s.
Une première variante du procédé selon l'invention consiste à traiter le second cas défini précédemment relatif au cas d'insertion d'un véhicule cible, noté cible 2, dans l'espace de sécurité du véhicule porteur. 30 Le véhicule porteur a, dans ces conditions, une vitesse VVéhi qui est soit :10 • la vitesse de consigne, Vconsigne, Si aucun véhicule cible n'est en vue ; • sensiblement, la vitesse d'un véhicule cible, Vcible, si le véhicule porteur est en régime de croisière derrière un autre véhicule cible, noté cible 1.
Ces deux cas étant équivalent, traitons le cas de l'exemple de l'approche et de la stabilisation du véhicule porteur derrière un premier véhicule cible à une distance DIV1 et décalé de l'axe du véhicule porteur d'une distance D1 iat et d'un second véhicule s'insérant dans l'espace de ~o sécurité du véhicule porteur, situé à une distance DIV2 et décalé de l'axe du véhicule porteur d'une distance D2_lat, Généralement, ce cas correspond à l'insertion d'un second véhicule cible dans l'espace de sécurité du véhicule porteur. La figure 4 représente un véhicule porteur 30 et une première 15 cible 31, notée cible 1, sur laquelle le véhicule porteur s'asservie. Le véhicule 41 est une seconde cible, notée cible 2, qui s'insère entre le véhicule porteur et la première cible. Le procédé selon l'invention permet au véhicule porteur de prendre en compte l'insertion de la seconde cible et de réguler la vitesse du 20 véhicule porteur de manière à obtenir une nouvelle vitesse de croisière, en assurant une distance de sécurité vis à vis du nouveau véhicule cible.
Dans l'exemple d'insertion d'une cible 2 dans l'espace de sécurité du véhicule porteur, le procédé garde les précédentes formulations, 25 notamment, la formulation de la vitesse de suivi, en définissant un taux d'insertion, noté Tauxinsert, une distance inter-véhicule pondérée, DIV, dépendante des distances inter-véhicule avec la cible 1, DIV1, et la cible 2, DIV2, et enfin une vitesse de cible Vcible pondérée dépendante de la vitesse de la cible 1, Vciblel, et de la vitesse de la cible 2, Vcible2• 30 En notant Dmin lat et Dmaxiat, respectivement deux constantes paramétrables, préférentiellement choisies égales à Dmax_lat = 2,75m et Dmin iat = 1 m, représentant des distances références par rapport à l'axe du véhicule porteur, l'expression du Taux d'insertion de la cible 2 est la 35 suivante : (D2 lat ù Dmin_ lat ) Tauxinsert = (Dmax lat ù Dmin lat ) où D2 iat est la distance latérale 44 entre la voie 47 du véhicule cible 2 et la voie 46 du véhicule porteur, la voie étant l'axe central du véhicule.
Dans l'exemple, on considère que le véhicule 31, soit la cible 1, est sensiblement décalé d'une distance 45, notée D1_iat, et situé sur la même voie. Avant l'insertion de la cible 2 dans l'espace de sécurité du véhicule porteur, ladite distance de sécurité, noté Dsécurité, est définie par la relation suivante :
Dsécurité = Vref TIV + Dmarge, où Vref est sensiblement la vitesse de la cible 1, le ~o véhicule porteur étant stabilisé derrière la cible 1.
Dans le cas où il n'y a pas de véhicule cible, cette vitesse, Vref, est égale à la vitesse de consigne, Vconsigne. On définit alors la distance inter-véhicule pondérée suivante, avec 15 les paramètres précédemment définis : (6) DIV =DIV2 + (Min(DIV1 ; (Vref •TIV+Dn,a,.ge))ûDIV2)•Tauxinsert et la vitesse cible pondérée suivante :
(7) Vcible = Vcible2 + (Vciblel - Vcible2) TaUXinsert Les formulations (1), (2), (3) et (4) sont, dans cet exemple, à considérer avec la formulation de la distance inter-véhicule pondérée et la vitesse cible pondérée. L'avantage de la pondération de la distance inter-véhicule, permet l'anticipation d'une accélération lorsqu'une cible ou le véhicule porteur se dégage ou l'anticipation d'un freinage lorsqu'une cible ou le véhicule porteur s'insert.
30 Une seconde variante de réalisation traite du cas où un certain nombre de véhicules cibles rentrent dans l'espace de sécurité du véhicule porteur. En considérant, un nombre n de véhicules cibles détectés par le véhicule porteur, une estimation de la distance inter-véhicule pondérée est
35 calculée en fonction de l'encombrement de voie de chaque cible. (5) 20 25 On définit le taux d'insertion d'une cible n, comme précédemment
(Dn rat ùDmin lat ) avec les mêmes notations : Tauxin,e,tn = ( - - . \Dmax rat ùDmin rat ) Où Dn_lat représente la distance latérale entre la voie du véhicule porteur et 5 la voie du véhicule cible n. Les distances inter-véhicule sont définies par les formulations suivantes : Pour la cible 1 : DIVpondl = DIV, + (VYef TIV + Dmarge ù DIV, ). Tauxinse,tl ; 10 Pour la cible n : DIVpondn =DIVn +(Vref TIV +Dmarge ùDIVn)•Taux insert, Le procédé selon l'invention permet de choisir la distance inter-véhicule DIV, à appliquer dans les formulations (1), (2), (3) et (4), par la
15 formulation suivante : DIV = Min{DIVpondl ,..., DIVpondn } ; On a DIV = DlVpondi, i le ieme véhicule tel que la relation précédente soit vérifiée. La vitesse Vcib1e choisie pour les formulations (1) et (4) sera la
20 vitesse de la ieme cible dont la distance inter-véhicule pondérée DIVpondn sera la plus petite de toutes les distances inter-véhicule pondérées, c'est à dire DIVpondi• L'avantage de la pondération de la distance inter-véhicule, permet
25 l'anticipation d'une accélération lorsqu'une cible ou le véhicule porteur se dégage ou l'anticipation d'un freinage lorsqu'une cible ou le véhicule porteur s'insert. Dans le cas d'un virage en vue correspondant au cinquième cas 30 précédemment introduit, le procédé selon l'invention permet d'élaborer l'accélération latérale du véhicule porteur dans un futur imminent.
Pour anticiper la décélération en virage, le procédé selon l'invention permet de calculer l'accélération latérale du véhicule porteur non pas avec l'angle volant au temps actuel Tactue, mais au temps futur Tanticipation. Cet angle volant futur sera calculé en supposant que la vitesse de l'angle volant Wvolant reste constante jusqu'au temps Tanticipation• Ce temps Tanticipation dépendant lui-même de la vitesse Wvoiant de l'angle volant par la formulation suivante : Tanticipation = 1 Tc2 - Wvolant -\ 2 Kvol / Oë Wvoiant est la vitesse de l'angle volant de direction. Tc est un coefficient constant. Il est préférentiellement égal à 0, 707 si le temps est exprimé en seconde. Käol est un coefficient constant dépendant des unités utilisées. Il est 15 préférentiellement de 400 si la vitesse de l'angle volant est exprimée en degré par seconde et le temps en seconde. A partir de cet angle volant futur et de la vitesse véhicule, il est possible de calculer l'accélération latérale et de la comparer à celle qui est admise pour calculer une vitesse maximale admise dans le virage.
20 La vitesse d'accélération latérale, Vaccel latérale, est enfin comparée à la vitesse de consigne, Vconsigne, et la vitesse de suivi, Vde_suiVi, pour calculer la vitesse de régulation, Vregul, du véhicule porteur. 25
Claims (17)
1. Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule, appelé véhicule porteur, équipé de moyens de détection et de suivi de cibles mobiles, d'un calculateur et de moyens embarqués de commande électronique de l'accélération dudit véhicule, caractérisé en ce en ce qu'il comprend : -le calcul d'une vitesse dite de suivi de cible (Vde_suivi) lorsque ledit véhicule porteur se déplace sur une voie de circulation comportant au moins un autre véhicule, appelé cible, circulant dans un espace prédéfini de sécurité, appelé distance de sécurité, du véhicule porteur, en fonction des paramètres suivants : • la vitesse mesurée du véhicule cible (Vcjble) ; • la distance constamment mesurée inter-véhicule (DIV) ; • le potentiel de freinage (Gvéhi) du véhicule porteur, correspondant à la décélération potentielle lors d'un freinage urgent du véhicule porteur ; • le potentiel de freinage (Gcible) du véhicule cible, correspondant à la décélération potentielle lors d'un freinage urgent du véhicule cible ; • le temps inter-véhicule à assurer en permanence, ledit temps étant prédéterminé (TIV) ; • la distance minimale de marge (Dmarge) à assurer entre les deux véhicules lorsque lesdits véhicules s'arrêtent à partir de leur potentiel maximum de freinage respectif ; - le calcul d'une vitesse d'accélération latérale (Vaccel_latérale) 25 autorisée ; - la détermination d'une vitesse de régulation (Vregul) du véhicule porteur correspondant à la vitesse minimum définie entre les variables suivantes : la vitesse de suivi calculée, la vitesse calculée d'accélération latérale, une vitesse de consigne affichée. 30
2. Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'expression de la vitesse de suivi est de type : (DIV ù Dmarge) z TIV 2 ù 2 • + Vcible Gvéhi Gcible .Gvéhi aux ( Vde _ suivi = Gvéhi TIV û~I constantes près.
3. Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'accélération adoptée (Gadopté), permettant d'asservir la vitesse du véhicule porteur à la vitesse de régulation, est calculée à partir de l'équation suivante : Gadopté = Kaccel . (Vregul ù Vvéhi) + Kstg . Gstop&go ou • Kaccel est un paramètre réglable ; • Vvéhi est la vitesse réelle du véhicule ; • Gstop&go est l'accélération résiduelle en condition Stop&Go, cette condition correspondant au cas d'un embouteillage ; Kstg est un paramètre variant de 0 à 1 et pondérant l'accélération résiduelle Gstop&go.
4. Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'expression de l'accélération Gstop&go, aux constantes près, est la suivante : Vcible dVcible (Vcibie ù Vvéhi) ù Kaccelcible . Gstop&go = Gcible dt Kaccelcible étant un Ra paramètre permettant d'appliquer au moins une partie d'une accélération résiduelle dépendante de l'accélération cible d dt le , Ra s'exprimant, aux constantes près, ainsi : (DNùD ) V a Ra = TIV z -2. marge + cible Gvéhi Gcible • Gvéhi
5. Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule selon l'une revendications 1 à 4, le véhicule porteur ayant une vitesse de référence ((Vref), correspondant, sensiblement, à la vitesse d'une première cible (Vciblel), lorsqu'une première cible le précède d'une première distance mesurée inter-véhicule entre le véhicule porteur et la première cible (DIV1), caractérisé en ce qu'il comprend : - lorsque une seconde cible s'insère dans l'espace de sécurité du 30 véhicule porteur, se situant à une seconde distance inter-véhicule (DIV2) du véhicule porteur, les deux cibles ayant, selon l'axe du véhicule porteur,respectivement des premier et second écarts latéraux par rapport à l'axe du véhicule porteur (DI_iat, Duat), - le calcul d'une distance inter-véhicule résultante (DIVresu,t) obtenue à partir • de la première mesure de la distance inter-véhicule (Dei) ; • de la seconde mesure du temps inter-véhicule (DIV2) ; • des premier et second écarts latéraux (Di_iat, D2_,at) et ; • du temps inter-véhicule (TIV).
6. Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule selon l'une des revendications 1 à 5, le véhicule porteur ayant une vitesse de référence (Vref), correspondant, sensiblement, à la vitesse de consigne (Vconsigne) affichée, caractérisé en ce qu'il comprend : - lorsqu'une cible s'insère dans l'espace de sécurité du véhicule porteur, se situant à une distance inter-véhicule (DIV2) du véhicule porteur, la cible ayant, selon l'axe du véhicule porteur, un écart latéral (D2_,at) par rapport à l'axe du véhicule porteur, - le calcul d'une distance inter-véhicule résultante (DlVresuit) obtenue à partir : • de la mesure de la distance inter-véhicule (DIV2) ; • de l'écart latéral (D2 ,at) ; • du temps inter-véhicule (TIV).
7. Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'expression de la distance inter-véhicule résultante répond à l'équation suivante : DIVr~u~t = DIV2 + (Min(DIV ; Vref TIV + Dm arg e) ù DIV2 ). Taux,n,ert , avec le taux d'insertion du second véhicule cible défini par la relation : (D2 `a` ùDm`"`a`) Taux Dmin_at et Dmax iat étant deux constantes pré- ;,ert = (Dmax _ rat _ ù Dmin lat ) définies.
8. Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend : • la mesure d'une première vitesse cible (Vcib,el) ;• la mesure d'une seconde vitesse cible (Vcible2) ; • la détermination d'une vitesse cible résultante (Vcible_result) à partir des première et seconde mesures de vitesse cible et du taux d'insertion.
9. Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend le calcul de la vitesse de suivi (Vde_suivi) du véhicule porteur, avec d'une part la distance inter-véhicule (DIV) égale à la distance inter-véhicule résultante (DlVresuit) et d'autre part la vitesse cible (Vcible) égale à la vitesse cible résultante (Vcible_result), cette dernière vérifiant l'expression suivante : • Vcibleresult = Ucible2 + `V ciblel - Ucible2) TaUXinsert ;
10. Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule selon l'une des 15 revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend : • la mesure de la vitesse du véhicule porteur de référence (Vref) ; • la mesure d'une vitesse cible (Vcible2) ; • la détermination d'une vitesse cible résultante (Vcible_result) à partir de la vitesse de référence (Vref) du véhicule porteur et de la mesure 20 de la vitesse cible (Vcibte2) et du taux d'insertion (Tauxinsert)•
11. Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend le calcul de la vitesse de suivi (Vde_suivi) du véhicule porteur, avec d'une part la distance inter-véhicule 25 (DIV) égale à la distance inter-véhicule résultante (DlVresult) et d'autre part la vitesse cible (Vcib1e) égale à la vitesse cible résultante (Vcible result), cette dernière vérifiant l'expression suivante : • Ucible result Vcible2 + (Vref - Ucible2) Tâuxinsert ; 30
12. Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule selon la revendication 1, ayant une vitesse de référence (Vref), un nombre n de véhicules cibles étant situés dans l'espace de sécurité du véhicule porteur et présentant des distances inter-véhicules avec le véhicule porteur {DIV1,..., DIVn}, et des écarts latéraux par rapport à l'axe du véhicule 35 porteur {Di_let ,..., Dn_lat}, caractérisé en ce qu'il comprend un nombre nde calculs de distances inter-véhicule pondérées {DlVpond_1,.. ., DlVpond i,..., DlVpond_n} pour chacune des cibles, résultant pour la ieme cible : • de la distance mesurée inter-véhicule entre le véhicule porteur et la ieme cible (DIVi) ; • de l'écart latéral entre la ieme cible et le véhicule porteur (Di_iat) ; • de la distance+ minimale de marge (Dmarge) ; • de la vitesse de référence du véhicule porteur (Vref) ; • du temps inter-véhicule (TIV).
13. Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'expression de la distance inter-véhicule pondérée pour la ieme cible est la suivante : DIVpond _1 = DIV,, + (Vref • TIV + arge ù DIV~ Tauxlnsert_I avec le taux d'insertion, des véhicules cibles, défini par la relation : (D` _tat ùD mm rat) Oë Dmax lat et Dmin lat sont des Tauxtnsert 1 = _ (Dmax rat ù Drain rat ) constantes exprimant des distances références.
14. Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend la détermination d'une distance inter-véhicule pertinente (DlVpert) entre le véhicule porteur et l'une des cibles, ladite distance pertinente correspondant au minimum des distances pondérées parmi les n distances inter-véhicules pondérées, ladite distance inter-véhicule pertinente étant exprimée par la relation suivante : DlVpert = Min{DIVpondl,..., DIVpondn l •
15. Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend le calcul de la vitesse de suivi d'un véhicule porteur, roulant parmi n véhicules cibles, chacun des véhicules cibles étant situé dans l'espace de sécurité du véhicule porteur, la distance inter-véhicule (DIV) étant égale à la distance inter-véhicule pertinente (DlVpert) et la vitesse cible (Vcib!e) étant égale à la vitesse duvéhicule cible dont la distance inter-véhicule pondérée est égale à la distance inter-véhicule pertinente.
16. Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend le calcul de la vitesse d'accélération latérale autorisée (Vaccel_latérale) d'un véhicule porteur abordant un virage, ledit calcul comprenant le calcul d'un temps d'anticipation (Tanticipation) à partir • d'une vitesse de rotation du volant (Wvolant), ladite vitesse étant o approximativement constante et ; • de constantes prédéfinies, • le procédé permettant ainsi de calculer la décélération nécessaire pour pallier l'accélération latérale induite par le virage. 15
17. Procédé de régulation de la vitesse d'un véhicule abordant un virage, selon la revendication 16, caractérisé en ce que la formulation du temps Tanticipation est la suivante : \2 = Tc2 - Wvolant l'anticipation K vol ) • Wvo,ant étant la vitesse de l'angle volant de direction ; 20 • Tc étant un coefficient constant ; • Kvo, étant un coefficient constant dépendant des unités utilisées.
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