FR3142422A1 - Method of assisting the piloting of a motor vehicle to realign it parallel to an ideal trajectory, associated device and vehicle. - Google Patents
Method of assisting the piloting of a motor vehicle to realign it parallel to an ideal trajectory, associated device and vehicle. Download PDFInfo
- Publication number
- FR3142422A1 FR3142422A1 FR2212347A FR2212347A FR3142422A1 FR 3142422 A1 FR3142422 A1 FR 3142422A1 FR 2212347 A FR2212347 A FR 2212347A FR 2212347 A FR2212347 A FR 2212347A FR 3142422 A1 FR3142422 A1 FR 3142422A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- steering wheel
- vehicle
- wheel angle
- angle
- setpoint
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 29
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 44
- PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 16-Epiaffinine Natural products C1C(C2=CC=CC=C2N2)=C2C(=O)CC2C(=CC)CN(C)C1C2CO PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000007620 mathematical function Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000004883 computer application Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000004424 eye movement Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 206010025482 malaise Diseases 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/10—Path keeping
- B60W30/12—Lane keeping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/18—Propelling the vehicle
- B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
- B60W30/18145—Cornering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D15/00—Steering not otherwise provided for
- B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
- B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
- B60W2050/0001—Details of the control system
- B60W2050/0019—Control system elements or transfer functions
- B60W2050/0028—Mathematical models, e.g. for simulation
- B60W2050/0031—Mathematical model of the vehicle
- B60W2050/0033—Single-track, 2D vehicle model, i.e. two-wheel bicycle model
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2520/10—Longitudinal speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
- B60W2540/18—Steering angle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
- B60W2710/20—Steering systems
- B60W2710/207—Steering angle of wheels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2720/12—Lateral speed
- B60W2720/125—Lateral acceleration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2720/14—Yaw
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
- B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
L’invention concerne un procédé d’assistance au pilotage d’un véhicule automobile pour le réaligner parallèlement à une trajectoire idéale dans sa voie de circulation, comportant des étapes suivantes : - acquisition des valeurs initiale d’un angle de cap (θ0) et d’une vitesse (V0) du véhicule automobile,- détermination d’une valeur maximale d’un angle volant générant une accélération latérale maximale prédéterminée en tenant compte de la valeur initiale de la vitesse du véhicule automobile, - détermination d’une consigne d’angle volant en fonction du temps comprenant au moins :une première partie de consigne modifiant l’angle volant pour réduire l’angle de cap du véhicule jusqu’à une valeur cible déterminée en fonction de la valeur initiale de l’angle de cap et de la valeur maximale de l’angle volant, et une deuxième partie de consigne d’angle volant modifiant l’angle de cap du véhicule jusqu’à l’annuler. Figure pour l’abrégé : Fig.2The invention relates to a method of assisting the piloting of a motor vehicle to realign it parallel to an ideal trajectory in its lane, comprising the following steps: - acquisition of the initial values of a heading angle (θ0) and of a speed (V0) of the motor vehicle, - determination of a maximum value of a steering wheel angle generating a predetermined maximum lateral acceleration taking into account the initial value of the speed of the motor vehicle, - determination of a set point of steering wheel angle as a function of time comprising at least: a first setpoint portion modifying the steering wheel angle to reduce the heading angle of the vehicle up to a target value determined as a function of the initial value of the heading angle and of the maximum value of the steering wheel angle, and a second steering wheel angle setpoint portion modifying the heading angle of the vehicle until it is canceled. Figure for abstract: Fig.2
Description
La présente invention concerne de manière générale les aides à la conduite de véhicules automobiles.The present invention generally relates to driving aids for motor vehicles.
Elle s’applique plus particulièrement aux voitures et autres engins motorisés circulants sur routes, mais s’applique également à d’autres domaines tels que la robotique.It applies more particularly to cars and other motorized vehicles traveling on roads, but also applies to other areas such as robotics.
L’invention concerne un procédé d’assistance au pilotage d’un véhicule automobile pour le réaligner parallèlement à une trajectoire idéale dans sa voie de circulation.The invention relates to a method of assisting the piloting of a motor vehicle to realign it parallel to an ideal trajectory in its lane.
Elle concerne également un dispositif d’assistance au pilotage d’un véhicule automobile adapté à mettre en œuvre ledit procédé et un véhicule comportant un tel dispositif d’assistance au pilotage.It also relates to a device for assisting the piloting of a motor vehicle adapted to implement said method and a vehicle comprising such a device for assisting the piloting.
Dans un souci de sécurisation des véhicules automobiles, des systèmes d’aide à la conduite voire des systèmes de conduite partiellement à totalement automatisée sont actuellement développés.In order to secure motor vehicles, driver assistance systems and even partially to fully automated driving systems are currently being developed.
Parmi ces systèmes, on trouve notamment un système autonome appelé « Traffic Jam Pilot » (TJP) développé par la demanderesse dont le but est d’aider les conducteurs, notamment dans les situations suivantes : voie rapide, autoroute, embouteillage à basse vitesse.Among these systems, we find in particular an autonomous system called “Traffic Jam Pilot” (TJP) developed by the applicant, the aim of which is to help drivers, in particular in the following situations: fast lanes, motorways, low-speed traffic jams.
Ce système présente un niveau 2 d’autonomie selon le standard de la Society of Automotive Engineers (SAE International) et comprend deux systèmes de contrôle du véhicule : un contrôle longitudinal et un contrôle latéral.This system presents a level 2 of autonomy according to the standard of the Society of Automotive Engineers (SAE International) and includes two vehicle control systems: longitudinal control and lateral control.
Le contrôle longitudinal (ACC) garantit une distance de sécurité suffisante entre le véhicule et un véhicule cible en prenant en compte la vitesse des deux véhicules.Longitudinal control (ACC) ensures a sufficient safety distance between the vehicle and a target vehicle by taking into account the speed of both vehicles.
Le contrôle latéral (aussi appelé Lane Centering Assist ou LCA) permet de guider le véhicule selon la trajectoire de la route et de l’environnement en modifiant l’angle volant du véhicule.Lateral control (also called Lane Centering Assist or LCA) allows you to guide the vehicle according to the trajectory of the road and the environment by modifying the vehicle's steering angle.
Pour mettre en œuvre un tel système, le véhicule automobile est équipé d’une série de capteurs permettant d’acquérir des données caractérisant l’état du véhicule automobile et son environnement, et d’un calculateur programmé pour analyser ces données afin de générer des commandes pour ralentir si nécessaire le véhicule et le diriger dans sa voie de circulation.To implement such a system, the motor vehicle is equipped with a series of sensors making it possible to acquire data characterizing the state of the motor vehicle and its environment, and with a computer programmed to analyze this data in order to generate controls to slow down the vehicle if necessary and direct it into its lane.
Cependant, ces contrôles sont paramétrés afin de ne pas appliquer de mouvement trop brusque au véhicule, dans un souci de confort du conducteur et de ses passagers.However, these controls are configured so as not to apply too sudden a movement to the vehicle, for the comfort of the driver and his passengers.
Ces contrôles ne sont donc pas optimisés pour la prise en compte d’une situation d’urgence tel qu’un malaise conducteur par exemple.These controls are therefore not optimized to take into account an emergency situation such as driver discomfort for example.
Afin de remédier aux inconvénients précités de l’état de la technique, la présente invention propose une solution pour permettre de réaligner le véhicule simplement et rapidement parallèlement à une trajectoire idéale dans sa voie de circulation.In order to remedy the aforementioned drawbacks of the state of the art, the present invention proposes a solution to allow the vehicle to be realigned simply and quickly parallel to an ideal trajectory in its lane.
Plus particulièrement, on propose selon l’invention un procédé d’assistance au pilotage d’un véhicule automobile pour le réaligner parallèlement à une trajectoire idéale dans sa voie de circulation, comportant des étapes suivantes :
- acquisition des valeurs initiales d’un angle de cap et d’une vitesse du véhicule automobile,
- détermination d’une valeur maximale d’un angle volant générant une accélération latérale maximale prédéterminée en tenant compte de la valeur initiale de la vitesse du véhicule automobile,
- détermination d’une consigne d’angle volant en fonction du temps comprenant au moins:
une première partie de consigne modifiant l’angle volant pour réduire l’angle de cap du véhicule jusqu’à une valeur cible déterminée en fonction de la valeur initiale de l’angle de cap et de la valeur maximale de l’angle volant, et une deuxième partie de consigne d’angle volant modifiant l’angle de cap du véhicule jusqu’à l’annuler.More particularly, according to the invention, we propose a method of assisting the piloting of a motor vehicle to realign it parallel to an ideal trajectory in its lane, comprising the following steps:
- acquisition of the initial values of a heading angle and a speed of the motor vehicle,
- determination of a maximum value of a steering wheel angle generating a predetermined maximum lateral acceleration taking into account the initial value of the speed of the motor vehicle,
- determination of a steering wheel angle setpoint as a function of time comprising at least:
a first setpoint part modifying the steering wheel angle to reduce the heading angle of the vehicle up to a target value determined as a function of the initial value of the heading angle and the maximum value of the steering wheel angle, and a second steering wheel angle setpoint portion modifying the heading angle of the vehicle until it is canceled.
Ainsi, grâce à l’invention, il est possible de déterminer l’évolution d’une consigne d’angle volant dans le temps en fonction des conditions initiales du véhicule et de son environnement au moment de l’activation du procédé permettant de réaligner rapidement et simplement le véhicule avec une trajectoire idéale prédéterminée, c’est-à-dire le ramener vers une trajectoire parallèle à la trajectoire idéale prédéterminée. En d’autres termes l’évolution dans le temps de la consigne d’angle volant déterminée selon l’invention permet d’annuler rapidement l’angle de cap entre un axe longitudinal du véhicule et la trajectoire idéale.Thus, thanks to the invention, it is possible to determine the evolution of a steering angle reference over time as a function of the initial conditions of the vehicle and its environment at the time of activation of the method making it possible to quickly realign and simply the vehicle with a predetermined ideal trajectory, that is to say bring it back towards a trajectory parallel to the predetermined ideal trajectory. In other words, the evolution over time of the steering wheel angle setpoint determined according to the invention makes it possible to quickly cancel the heading angle between a longitudinal axis of the vehicle and the ideal trajectory.
Ce procédé peut notamment être mis en œuvre sur tout véhicule équipé de capteurs permettant d’acquérir les données relatives à l’environnement du véhicule à chaque instant, tels que radar et caméra déjà utilisés dans le système TJP.This process can in particular be implemented on any vehicle equipped with sensors making it possible to acquire data relating to the environment of the vehicle at any time, such as radar and camera already used in the TJP system.
De manière particulièrement avantageuse, ce procédé peut être mis en œuvre dans le cadre d’une procédure de mise en sécurité le véhicule lorsqu’une situation de « non-activité » du conducteur est détectée par d’autres capteurs du véhicule.Particularly advantageously, this method can be implemented as part of a vehicle security procedure when a situation of “non-activity” of the driver is detected by other vehicle sensors.
De manière préférentielle, la consigne calculée selon le procédé de l’invention s’ajoute à la consigne d’angle volant déterminée classiquement par le régulateur assurant le contrôle latérale LCA. En variante, cette consigne peut être prise en compte seule pour modifier l’angle du volant.Preferably, the setpoint calculated according to the method of the invention is added to the steering wheel angle setpoint conventionally determined by the regulator ensuring lateral control LCA. Alternatively, this instruction can be taken into account alone to modify the angle of the steering wheel.
Dans tous les cas, selon le procédé de l’invention, la consigne d’angle volant déterminée est prise en compte pour modifier l’angle volant du véhicule, par exemple en contrôlant un actionneur de direction assistée de manière à appliquer la consigne au volant.In all cases, according to the method of the invention, the determined steering wheel angle setpoint is taken into account to modify the steering wheel angle of the vehicle, for example by controlling a power steering actuator so as to apply the setpoint to the steering wheel. .
De préférence, grâce au procédé selon l’invention, la consigne d’angle volant déterminée permet d’augmenter la vitesse de lacet jusqu’à la valeur cible d’angle de cap puis de réduire la vitesse de lacet jusqu’à l’annulation de l’angle de cap. De préférence, l’angle de cap est annulé avec une vitesse de lacet nulle.Preferably, thanks to the method according to the invention, the determined steering wheel angle setpoint makes it possible to increase the yaw speed up to the target heading angle value then reduce the yaw speed until cancellation of the heading angle. Preferably, the heading angle is canceled with zero yaw rate.
La première partie de la consigne d’angle volant fait tourner le volant dans un sens, tandis que la deuxième partie de la consigne d’angle volant fait tourner le volant dans l’autre sens.The first part of the steering wheel angle setpoint turns the steering wheel in one direction, while the second part of the steering wheel angle setpoint turns the steering wheel in the other direction.
D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- pour déterminer la valeur maximale de l’angle volant : on détermine une valeur maximale d’une vitesse de lacet du véhicule en fonction de l’accélération latérale maximale du véhicule et de la valeur initiale de la vitesse du véhicule, et on détermine la valeur maximale de l’angle volant en fonction de la valeur maximale de la vitesse de lacet, de la valeur initiale de la vitesse du véhicule et de grandeurs caractéristiques du véhicule ;
- on impose une consigne d’angle volant variant dans le temps selon une fonction mathématique prédéterminée ;
- lesdites première et deuxième parties de consigne d’angle volant varient chacune selon une fonction affine du temps ;
- les fonctions affines du temps selon lesquelles varient les première et deuxième parties de consigne sont deux fonctions affines dont les pentes présentent des valeurs absolues égales et des signes opposés ;
- la valeur absolue de la pente de chacune des première et deuxième fonctions affines est égale à une vitesse de rotation du volant maximale prédéterminée ;
- la valeur cible déterminée de l’angle de cap est égale à une fraction de l’angle de cap initiale ou à une valeur d’angle de cap atteinte lorsque l’angle volant atteint la valeur maximale d’angle volant ;
- lorsque l’angle volant atteint ladite valeur maximale d’angle volant au cours de la première partie de consigne, on détermine une troisième partie de consigne intermédiaire selon laquelle l’angle volant est maintenu égal à la valeur maximale de l’angle volant pendant une durée déterminée en fonction de la valeur initiale de l’angle de cap et de la valeur maximale de la vitesse de lacet.Other advantageous and non-limiting characteristics of the process according to the invention, taken individually or in all technically possible combinations, are as follows:
- to determine the maximum value of the steering wheel angle: a maximum value of a yaw speed of the vehicle is determined as a function of the maximum lateral acceleration of the vehicle and the initial value of the speed of the vehicle, and the maximum value of the steering wheel angle as a function of the maximum value of the yaw speed, the initial value of the vehicle speed and characteristic quantities of the vehicle;
- a steering wheel angle instruction varying over time is imposed according to a predetermined mathematical function;
- said first and second steering wheel angle setpoint parts each vary according to an affine function of time;
- the affine functions of time according to which the first and second setpoint parts vary are two affine functions whose slopes have equal absolute values and opposite signs;
- the absolute value of the slope of each of the first and second affine functions is equal to a predetermined maximum speed of rotation of the steering wheel;
- the determined target value of the heading angle is equal to a fraction of the initial heading angle or to a heading angle value reached when the steering wheel angle reaches the maximum steering angle value;
- when the steering wheel angle reaches said maximum steering wheel angle value during the first set point part, a third intermediate set point part is determined according to which the steering wheel angle is maintained equal to the maximum value of the steering wheel angle during a duration determined according to the initial value of the heading angle and the maximum value of the yaw speed.
L’invention concerne également un dispositif d’assistance au pilotage d’un véhicule automobile pour le réaligner parallèlement à une trajectoire idéale dans sa voie de circulation, comportant un calculateur programmé pour mettre en œuvre le procédé décrit précédemment.The invention also relates to a device for assisting the piloting of a motor vehicle to realign it parallel to an ideal trajectory in its lane, comprising a computer programmed to implement the method described above.
L’invention concerne également un véhicule automobile comportant un dispositif d’assistance au pilotage tel que décrit précédemment et un actionneur de direction assistée, dans lequel ledit calculateur du dispositif d’assistance est en outre programmé pour contrôler l’actionneur de direction assistée de manière à faire varier l’angle volant en tenant compte de ladite consigne.The invention also relates to a motor vehicle comprising a driving assistance device as described above and a power steering actuator, in which said computer of the assistance device is further programmed to control the power steering actuator in a manner to vary the steering wheel angle taking into account said instruction.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.The description which follows with reference to the appended drawings, given as non-limiting examples, will make it clear what the invention consists of and how it can be carried out.
Sur les dessins annexés :On the attached drawings:
L’invention concerne un procédé d’assistance au pilotage d’un véhicule automobile pour le réaligner parallèlement à une trajectoire idéale dans sa voie de circulation et un dispositif pour le mettre en oeuvre.The invention relates to a method of assisting the piloting of a motor vehicle to realign it parallel to an ideal trajectory in its lane and a device for implementing it.
DispositifDevice
Sur la
Ce véhicule automobile 10 s’étend selon un axe longitudinal X perpendiculaire aux axes communs des roues avant 11 et arrière 12. Il comporte un système de direction conventionnel permettant d’agir sur l’orientation des roues directrices de façon à pouvoir faire tourner le véhicule. Ce système de direction conventionnel comprend notamment un volant connecté à des biellettes afin de faire pivoter les roues directrices. Dans l’exemple considéré, il comporte également au moins un actionneur de direction assistée permettant d’agir sur l’orientation des roues directrices en fonction de l’orientation du volant et/ou en fonction d’une requête reçue d’un calculateur. Cet actionneur de direction assistée peut, pour cela, agir sur la colonne de direction du véhicule (qui est fixée au volant) ou sur une crémaillère (qui connecte la colonne de direction aux roues directrices). Bien entendu, l’actionneur pourrait être agencé de manière différente.This motor vehicle 10 extends along a longitudinal axis . This conventional steering system notably includes a steering wheel connected to rods in order to rotate the steering wheels. In the example considered, it also includes at least one power steering actuator making it possible to act on the orientation of the steering wheels as a function of the orientation of the steering wheel and/or as a function of a request received from a computer. This power steering actuator can, for this, act on the steering column of the vehicle (which is fixed to the steering wheel) or on a rack (which connects the steering column to the steering wheels). Of course, the actuator could be arranged differently.
Le calculateur est alors prévu pour piloter l’actionneur de direction assistée. Il comporte à cet effet au moins un processeur, au moins une mémoire et différentes interfaces d'entrée et de sortie.The computer is then designed to control the power steering actuator. To this end, it comprises at least one processor, at least one memory and different input and output interfaces.
Grâce à ses interfaces d'entrée, le calculateur est adapté à recevoir des signaux d'entrée provenant de différents capteurs.Thanks to its input interfaces, the computer is adapted to receive input signals from different sensors.
Parmi ces capteurs, il est par exemple prévu une caméra frontale et/ou un radar, permettant de repérer la position du véhicule 10 par rapport à sa voie de circulation VC.Among these sensors, there is for example a front camera and/or a radar, making it possible to identify the position of the vehicle 10 in relation to its traffic lane VC.
Les capteurs peuvent également comprendre un capteur d’angle permettant de mesurer l’angle de braquage des roues avant 11 directrices.The sensors may also include an angle sensor making it possible to measure the steering angle of the front steering wheels 11.
Les capteurs du véhicule 10 comprennent également de préférence des capteurs permettant de surveiller l’activité du conducteur et/ou son niveau d’attention. De tels capteurs peuvent par exemple comprendre une caméra orientée vers la tête du conducteur, ou des capteurs de pression situés dans le volant.The sensors of the vehicle 10 also preferably include sensors for monitoring the driver's activity and/or level of attention. Such sensors may for example include a camera aimed towards the driver's head, or pressure sensors located in the steering wheel.
Grâce à ses interfaces de sortie, le calculateur est adapté à transmettre une consigne d’angle volant à l’actionneur de direction assistée de manière à contrôler celui-ci pour qu’il modifie l’angle volant selon la consigne d’angle.Thanks to its output interfaces, the computer is adapted to transmit a steering wheel angle reference to the power steering actuator so as to control the latter so that it modifies the steering wheel angle according to the angle reference.
Grâce à sa mémoire, le calculateur mémorise des données utilisées dans le cadre du procédé décrit ci-dessous. Il mémorise notamment une application informatique, constituée de programmes d’ordinateur comprenant des instructions dont l’exécution par le processeur permet la mise en œuvre par le calculateur du procédé selon l’invention décrit ci-après.Thanks to its memory, the computer stores data used as part of the process described below. It stores in particular a computer application, consisting of computer programs comprising instructions whose execution by the processor allows the implementation by the computer of the method according to the invention described below.
Le calculateur programmé pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention forme ainsi un dispositif d’assistance au pilotage du véhicule selon l’invention.The computer programmed to implement the method according to the invention thus forms a device to assist in driving the vehicle according to the invention.
Le calculateur mémorise également des données et des programmes d’ordinateur déjà connus permettant la mise en œuvre d’autres procédés d’assistance à la conduite et de détection de l’activité du conducteur.The computer also stores already known data and computer programs allowing the implementation of other driving assistance and driver activity detection processes.
Ces autres procédés concernent notamment le maintien du véhicule au centre de sa voie de circulation. Le calculateur programmé pour mettre en œuvre un procédé d’assistance au pilotage du type LCA forme un système LCA. La manière d’activer ce système LCA et de détecter une ligne centrale de la voie de circulation ne sera pas décrite ici.These other processes concern in particular keeping the vehicle in the center of its lane. The computer programmed to implement an LCA type pilot assistance method forms an LCA system. How to activate this LCA system and detect a center line of the taxiway will not be described here.
Ce système LCA est programmé par exemple pour mettre en oeuvre une loi de commande de l’actionneur de direction assistée comprenant un premier élément de consigne calculé en boucle fermée et un deuxième élément de consigne déterminé par une boucle ouverte. La boucle ouverte a pour fonction de prendre en compte la courbure de la route et de compenser l'effet du virage sur les états et la commande. La boucle fermée a pour fonction de maintenir le véhicule au centre de sa voie de circulation alors que cette dernière est considérée droite, c’est-à-dire rectiligne. Les termes issus de ces deux boucles s'additionnent au moyen d'un sommateur.This LCA system is programmed for example to implement a control law for the power steering actuator comprising a first set point calculated in a closed loop and a second set point determined by an open loop. The function of the open loop is to take into account the curvature of the road and compensate for the effect of the turn on the states and the control. The function of the closed loop is to keep the vehicle in the center of its lane while the latter is considered straight, that is to say rectilinear. The terms from these two loops are added using a summation.
Le procédé de détection de l’activité du conducteur ne sera pas non plus décrit en détails ici. Néanmoins, ce procédé peut notamment reposer notamment sur la détection de mouvements ou d’actions du conducteur ou la surveillance de l’attention (surveillance du mouvement des yeux, détection des yeux fermés, de la position de la tête par exemple) du conducteur et permet, généralement après un délai de confirmation prédéterminé, de détecter une situation d’urgence lié à un défaut d’activité du conducteur, par exemple lors d’un malaise du conducteur.The driver activity detection process will also not be described in detail here. However, this method can in particular be based in particular on the detection of movements or actions of the driver or the monitoring of the attention (monitoring of eye movement, detection of closed eyes, of the position of the head for example) of the driver and allows, generally after a predetermined confirmation period, to detect an emergency situation linked to a lack of driver activity, for example when the driver becomes unwell.
Le procédé d’assistance au pilotage selon l’invention s’inscrit dans ce contexte. En effet le procédé selon l’invention est de préférence mis en œuvre lorsqu’une non-activité du conducteur est détectée.The piloting assistance method according to the invention fits into this context. In fact, the method according to the invention is preferably implemented when non-activity of the driver is detected.
L’activation du dispositif d’assistance selon l’invention, et donc la mise en œuvre du procédé selon l’invention est de préférence indépendante d’un choix du conducteur, le dispositif d’assistance mettant en œuvre ce procédé étant de préférence actif par défaut.The activation of the assistance device according to the invention, and therefore the implementation of the method according to the invention is preferably independent of a choice of the driver, the assistance device implementing this method being preferably active by default.
Ainsi après la détection d’une non-activité confirmée du conducteur, le procédé d’assistance selon l’invention est mis en œuvre afin de réaligner le véhicule automobile parallèlement à une trajectoire idéale, aussi appelée dans la suite « trajectoire de référence » Id dans la voie de circulation.Thus after the detection of a confirmed non-activity of the driver, the assistance method according to the invention is implemented in order to realign the motor vehicle parallel to an ideal trajectory, also called in the following "reference trajectory" Id in the traffic lane.
Cette trajectoire de référence Id (
On entend par réaligner le véhicule le fait de réorienter le véhicule de manière à ce que son axe longitudinal X soit parallèle à la tangente T à la trajectoire de référence Id au niveau du centre de gravité CG du véhicule, comme cela est détaillé ci-après. La mise en œuvre du procédé selon l’invention correspond à une manœuvre de réalignement.By realigning the vehicle is meant the act of reorienting the vehicle so that its longitudinal axis X is parallel to the tangent T to the reference trajectory Id at the level of the center of gravity CG of the vehicle, as detailed below . Implementation of the method according to the invention corresponds to a realignment maneuver.
Une fois le véhicule 10 réaligné grâce au procédé selon l’invention, la consigne d’angle est par exemple calculée par le système LCA classique qui ramène le véhicule 10 vers le centre de la voie, c’est-à-dire fait se superposer l’axe longitudinal X du véhicule avec la tangente T à la ligne centrale de la voie de circulation. Cela fait coïncider sa trajectoire avec la ligne centrale de la voie de circulation VC.Once the vehicle 10 is realigned using the method according to the invention, the angle setpoint is for example calculated by the classic LCA system which brings the vehicle 10 back towards the center of the lane, that is to say causes it to overlap the longitudinal axis X of the vehicle with the tangent T to the center line of the traffic lane. This makes its trajectory coincide with the center line of the VC taxiway.
Le procédé d’assistance selon l’invention est utilisé dans le but d'arrêter le véhicule et de réguler sa position dans la voie lorsqu’une situation dans laquelle le conducteur n’exerce plus de contrôle du véhicule, par exemple à cause d'un malaise, est détectée. Dans ce contexte, le régulateur assurant le contrôle latéral, appelé ici système LCA, est utilisé pour réguler la position du véhicule dans la voie. La consigne d’angle déterminée par le procédé d’assistance selon l’invention s'ajoute ici à la à la consigne d’angle volant déterminée classiquement par le système LCA.The assistance method according to the invention is used for the purpose of stopping the vehicle and regulating its position in the lane when a situation in which the driver no longer exercises control of the vehicle, for example due to discomfort, is detected. In this context, the regulator providing lateral control, here called LCA system, is used to regulate the position of the vehicle in the lane. The angle setpoint determined by the assistance method according to the invention is added here to the steering wheel angle setpoint conventionally determined by the LCA system.
Ainsi, le calculateur du dispositif d’assistance selon l’invention programmé pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention est de préférence également programmé pour mettre en œuvre le procédé d’assistance au pilotage du type LCA. Lorsque le procédé pour réaligner le véhicule est mis en œuvre, le système LCA s’active et reste actif jusqu’à la fin de la manœuvre de réalignement.Thus, the computer of the assistance device according to the invention programmed to implement the method according to the invention is preferably also programmed to implement the LCA type piloting assistance method. When the process to realign the vehicle is implemented, the LCA system activates and remains active until the end of the realignment maneuver.
VariablesVariables
Avant de décrire plus en détail le procédé selon l’invention, on peut introduire les différentes variables qui seront utilisées, dont certaines sont illustrées sur la
Le centre de gravité du véhicule sera noté « CG ».The center of gravity of the vehicle will be noted “CG”.
L’empattement du véhicule 10, c’est-à-dire la distance entre les axes des deux trains de roue, sera noté « L » et s’exprimera en mètres (
On pourra considérer un repère orthogonal (CG, X, Y, Z) attaché au véhicule. Son origine est confondue avec le centre de gravité CG. L’axe X correspond à l’axe longitudinal X du véhicule. L’axe Y correspond à l’axe latéral tourné vers la gauche du véhicule. Lorsque le véhicule roule sur une route horizontale, l’axe Z correspond à l’axe vertical. Plus généralement, cet axe Z est l’axe normal à la route.We can consider an orthogonal reference frame (CG, X, Y, Z) attached to the vehicle. Its origin is confused with the CG center of gravity. The X axis corresponds to the longitudinal axis X of the vehicle. The Y axis corresponds to the side axis facing the left of the vehicle. When the vehicle is traveling on a horizontal road, the Z axis corresponds to the vertical axis. More generally, this Z axis is the axis normal to the road.
L’angle volant noté « δv » est l’angle de rotation du volant autour de la colonne de direction, la valeur de l’angle volant δv étant nulle lorsque les roues sont alignées selon l’axe longitudinal X.The steering wheel angle noted “δv” is the angle of rotation of the steering wheel around the steering column, the value of the steering wheel angle δv being zero when the wheels are aligned along the longitudinal axis X.
L’angle de braquage que font les roues avant 11 directrices avec l’axe longitudinal X du véhicule automobile 10 sera noté « δr » et sera exprimé en rad.The steering angle that the front steering wheels 11 make with the longitudinal axis X of the motor vehicle 10 will be denoted “δr” and will be expressed in rad.
On notera que l'angle volant δv et l'angle de braquage δr sont directement liés, avec un rapport de démultiplication K voire également une dynamique qui peut être modélisée comme étant du premier ou du deuxième ordre.Note that the steering wheel angle δv and the steering angle δr are directly linked, with a gear ratio K or even a dynamic which can be modeled as being of the first or second order.
La vitesse longitudinale du véhicule, selon l’axe X, sera notée V et sera exprimée en m/s.The longitudinal speed of the vehicle, along the X axis, will be noted V and will be expressed in m/s.
L’angle de cap entre l’axe X et la tangente T à la trajectoire de référence Id au niveau du centre de gravité CG sera noté « θ » et sera exprimé en rad. En pratique, les angles entre le véhicule et les lignes de la voie, dont l’angle de cap, sont déduits des données enregistrées par une ou plusieurs caméras du véhicule.The heading angle between the axis In practice, the angles between the vehicle and the lane lines, including the heading angle, are deduced from the data recorded by one or more vehicle cameras.
La vitesse de lacet du véhicule 10, c’est-à-dire sa vitesse de rotation autour de l’axe Z, sera notée « dθ/dt ».The yaw speed of vehicle 10, that is to say its rotation speed around the Z axis, will be denoted “dθ/dt”.
La courbure de la trajectoire de référence Id de la voie de circulation VC est notée ρ (en m-1). Il s’agit de l’inverse de son rayon de courbure au niveau du centre de gravité CG du véhicule automobile 10.The curvature of the reference trajectory Id of the taxiway VC is denoted ρ (in m -1 ). This is the inverse of its radius of curvature at the center of gravity CG of the motor vehicle 10.
Dans l’exemple développé par la suite, la trajectoire de référence Id est la ligne centrale de la voie de circulation définie entre le bord de la route 21 et le milieu de la route 22, marqué par une ligne discontinue sur la
ProcédéProcess
Le procédé d’assistance au pilotage du véhicule automobile 10 selon l’invention est prévu pour permettre à ce véhicule 10 de se réorienter parallèlement à une trajectoire de référence Id de sa voie de circulation, en mode autonome (sans intervention du conducteur). Il est par exemple mis en œuvre lorsqu’une inactivité du conducteur, par exemple due à un malaise du conducteur, est détectée.The method of assisting the piloting of the motor vehicle 10 according to the invention is intended to allow this vehicle 10 to reorient itself parallel to a reference trajectory Id of its lane, in autonomous mode (without driver intervention). It is for example implemented when driver inactivity, for example due to driver discomfort, is detected.
Afin de réaligner le véhicule 10 parallèlement à la trajectoire de référence Id, le dispositif d’assistance au pilotage génère la consigne d’angle au volant qui permet de ramener l’angle de cap du véhicule à zéro.In order to realign the vehicle 10 parallel to the reference trajectory Id, the steering assistance device generates the steering wheel angle setpoint which makes it possible to reduce the heading angle of the vehicle to zero.
Le cas échéant, lorsque le système LCA est actif, cette consigne d’angle au volant en boucle ouverte s’ajoute à la consigne d’angle classique du système LCA qui comprend le premier élément de consigne d’angle en boucle fermé et le deuxième élément de consigne d’angle en boucle ouverte lié à la courbure de la route, comme mentionné précédemment.If applicable, when the LCA system is active, this open-loop steering wheel angle instruction is added to the classic angle instruction of the LCA system which includes the first closed-loop angle instruction element and the second open-loop angle setpoint element related to road curvature, as mentioned previously.
De préférence, la consigne d’angle volant déterminé selon le procédé d’assistance au pilotage de l’invention est déterminée de manière à ramener le plus rapidement possible l’angle de cap du véhicule à zéro, tout en respectant les contraintes de vitesse maximale de rotation du volant et d’accélération latérale maximale du véhicule.Preferably, the steering wheel angle setpoint determined according to the piloting assistance method of the invention is determined so as to reduce the heading angle of the vehicle to zero as quickly as possible, while respecting the maximum speed constraints. of steering wheel rotation and maximum lateral acceleration of the vehicle.
La vitesse de rotation maximale du volant et l’accélération latérale maximale du véhicule due à la manœuvre de réalignement sont deux grandeurs prédéterminées qui sont prise en compte en tant que contraintes. En cas de virage, l’accélération latérale présente deux composantes qui s’additionnent et correspondent aux contributions de la manœuvre de réalignement pilotée par le dispositif d’assistance selon l’invention, d’une part, et du suivi du virage par le système LCA, d’autre part.The maximum rotation speed of the steering wheel and the maximum lateral acceleration of the vehicle due to the realignment maneuver are two predetermined quantities which are taken into account as constraints. In the event of a turn, the lateral acceleration has two components which add up and correspond to the contributions of the realignment maneuver controlled by the assistance device according to the invention, on the one hand, and the monitoring of the turn by the system LCA, on the other hand.
La vitesse maximale de rotation du volant est déterminée de manière à limiter les risques de blessures du conducteur lorsque le volant tourne de manière autonome (sans action du conducteur) sous le contrôle de l’actionneur de direction assistée. Elle tient également compte des contraintes physiques de la direction limitant cette vitesse. Cette vitesse maximale de rotation du volant est par exemple égale à 100 degrés par seconde.The maximum steering wheel rotation speed is determined so as to limit the risk of injury to the driver when the steering wheel turns autonomously (without driver action) under the control of the power steering actuator. It also takes into account the physical constraints of the steering limiting this speed. This maximum speed of rotation of the steering wheel is for example equal to 100 degrees per second.
L’accélération latérale du véhicule correspond à la composante de l’accélération du véhicule selon la direction de l’axe Y du repère attaché au véhicule.The lateral acceleration of the vehicle corresponds to the component of the acceleration of the vehicle according to the direction of the Y axis of the mark attached to the vehicle.
L’accélération latérale maximale du véhicule est la valeur maximale de l’accélération latérale du véhicule garantissant un confort de conduite pour le conducteur et/ou autorisant le conducteur à garder le contrôle du véhicule sans risquer une perte d’adhérence. Cette valeur maximale dépend de grandeurs caractéristiques du véhicule (poids, position du centre de gravité…) et également des limites de ressenti autorisé pour le conducteur pour son confort.The maximum lateral acceleration of the vehicle is the maximum value of the lateral acceleration of the vehicle guaranteeing driving comfort for the driver and/or allowing the driver to maintain control of the vehicle without risking a loss of grip. This maximum value depends on characteristic quantities of the vehicle (weight, position of the center of gravity, etc.) and also on the limits of feeling authorized for the driver for his comfort.
L’accélération latérale maximale est prédéterminée de toute manière connue de l’Homme du métier. Elle est par exemple inférieure ou égale à 3 m/s2,de préférence inférieure ou égale à 2 m/s2, par exemple comprise en 0,6 et 0,8 m/s2. Lors de la mise en œuvre du procédé de réalignement, l’accélération latérale maximale peut être inférieure ou égale à 10 m/s2.The maximum lateral acceleration is predetermined in any manner known to those skilled in the art. It is for example less than or equal to 3 m/s 2 , preferably less than or equal to 2 m/s 2 , for example between 0.6 and 0.8 m/s 2 . When implementing the realignment process, the maximum lateral acceleration may be less than or equal to 10 m/s 2 .
Pour calculer la consigne d’angle en boucle ouverte, le procédé selon l’invention se base sur les équations de dynamique véhicule en virage établi. Les simulations effectuées par la Demanderesse montrent que le comportement du véhicule est cohérent par rapport à la trajectoire en faisant cette hypothèse, même lorsque le véhicule ne se trouve pas en régime de virage établi.To calculate the open loop angle setpoint, the method according to the invention is based on the vehicle dynamics equations in established turns. The simulations carried out by the Applicant show that the behavior of the vehicle is consistent with the trajectory by making this assumption, even when the vehicle is not in established turning mode.
L’instant initial considéré est celui où le dispositif d’assistance selon l’invention est activé, par exemple à la suite de la détection d’un malaise du conducteur du véhicule.The initial moment considered is that when the assistance device according to the invention is activated, for example following the detection of discomfort in the driver of the vehicle.
A cet instant initial, le calculateur du dispositif d’assistance selon l’invention est programmé pour mettre en œuvre les étapes suivantes
- acquisition de valeurs initiales d’un angle de cap θ0et d’une vitesse initiale V0du véhicule 10 automobile,
- détermination d’une valeur maximale d’un angle volant δvmax générant une accélération latérale maximale Aymax prédéterminée en tenant compte de la valeur initiale V0de la vitesse V du véhicule 10 automobile,
- détermination d’une consigne d’angle volant en fonction du temps comprenant au moins: une première partie de consigne δv1(t) modifiant l’angle volant pour réduire l’angle de cap θ du véhicule jusqu’à une valeur cible θcible déterminée en fonction de la valeur initiale θ0de l’angle de cap θ et de la valeur maximale δvmax de l’angle volant et une deuxième partie de consigne d’angle volant modifiant l’angle de cap θ du véhicule jusqu’à l’annuler.At this initial moment, the computer of the assistance device according to the invention is programmed to implement the following steps
- acquisition of initial values of a heading angle θ 0 and an initial speed V 0 of the automobile vehicle 10,
- determination of a maximum value of a steering wheel angle δvmax generating a maximum lateral acceleration Aymax predetermined taking into account the initial value V 0 of the speed V of the automobile vehicle 10,
- determination of a steering wheel angle setpoint as a function of time comprising at least: a first setpoint part δv1(t) modifying the steering wheel angle to reduce the heading angle θ of the vehicle up to a determined target value θtarget as a function of the initial value θ 0 of the heading angle θ and the maximum value δvmax of the steering wheel angle and a second part of the steering wheel angle setting modifying the heading angle θ of the vehicle up to Cancel.
A l’instant initial, l’angle de cap θ du véhicule est égal à un angle de cap initial θ0et sa vitesse V est égale à une vitesse initiale V0et supposée constante. La vitesse initiale du véhicule et l’angle de cap initial du véhicule sont estimés ou mesurés par tout moyen connu de l’Homme du métier. L'angle de cap initial est déduit des données enregistrées par la ou les caméras et la vitesse initiale est déterminée grâce à des capteurs du véhicule disposés sur ses roues.At the initial instant, the heading angle θ of the vehicle is equal to an initial heading angle θ 0 and its speed V is equal to an initial speed V 0 and assumed to be constant. The initial speed of the vehicle and the initial heading angle of the vehicle are estimated or measured by any means known to those skilled in the art. The initial heading angle is deduced from the data recorded by the camera(s) and the initial speed is determined using vehicle sensors placed on its wheels.
Comme mentionné précédemment, l’accélération latérale maximale Aymax du véhicule due à la manœuvre de réalignement du véhicule est une grandeur prédéterminée et connue.As mentioned previously, the maximum lateral acceleration Aymax of the vehicle due to the vehicle realignment maneuver is a predetermined and known quantity.
La vitesse de lacet initiale est supposée nulle. On suppose donc pour modéliser le comportement du véhicule que les roues sont initialement alignées selon l’axe longitudinal X du véhicule.The initial yaw rate is assumed to be zero. To model the behavior of the vehicle, we therefore assume that the wheels are initially aligned along the longitudinal axis X of the vehicle.
Pour déterminer la valeur maximale δvmax de l’angle volant δv, le calculateur est programmé pour :
- déterminer une valeur maximale dθmax de la vitesse de lacet dθ/dt du véhicule 10 en fonction de l’accélération latérale maximale Aymax du véhicule et de la valeur initiale V0de la vitesse du véhicule,
- déterminer la valeur maximale de l’angle volant δvmax en fonction de la valeur maximale de la vitesse de lacet dθmax, de la valeur initiale V0de la vitesse du véhicule et de grandeurs caractéristiques du véhicule.To determine the maximum value δvmax of the steering wheel angle δv, the computer is programmed to:
- determine a maximum value dθmax of the yaw speed dθ/dt of the vehicle 10 as a function of the maximum lateral acceleration Aymax of the vehicle and the initial value V 0 of the speed of the vehicle,
- determine the maximum value of the steering wheel angle δvmax as a function of the maximum value of the yaw speed dθmax, the initial value V 0 of the vehicle speed and characteristic quantities of the vehicle.
A la vitesse initiale V0, la trajectoire du véhicule 10 ne doit pas dépasser une certaine courbure afin que l’accélération latérale Ay du véhicule ne dépasse pas l’accélération latérale maximale Aymax. Dans un virage à rayon constant, l’accélération latérale Ay est liée à la vitesse de lacet dθ/dt par la relation suivante :At the initial speed V 0 , the trajectory of the vehicle 10 must not exceed a certain curvature so that the lateral acceleration Ay of the vehicle does not exceed the maximum lateral acceleration Aymax. In a constant radius turn, the lateral acceleration Ay is linked to the yaw speed dθ/dt by the following relationship:
Ay = V0.dθ/dt.Ay = V 0 .dθ/dt.
Ce qui donne pour la valeur maximale dθmax de la vitesse de lacet : dθmax = Aymax/V0 . Which gives for the maximum value dθmax of the yaw speed: dθmax = Aymax/V 0 .
La valeur maximale de l’angle volant δvmax est celle qui génère l’accélération latérale maximale Aymax en régime de virage établi.The maximum value of the steering wheel angle δvmax is that which generates the maximum lateral acceleration Aymax in established cornering conditions.
En régime de virage établi, l’angle de braquage δr des roues avant 11 directrices est lié à la courbure ρ de la trajectoire et à l’accélération latérale Ay par la relation suivante :In established cornering conditions, the steering angle δr of the front steering wheels 11 is linked to the curvature ρ of the trajectory and to the lateral acceleration Ay by the following relationship:
δr = L.ρ+K.Ay.δr = L.ρ+K.Ay.
Dans cette relation, L est la longueur de l’empattement du véhicule et K la valeur du gradient de sous-virage du véhicule. Ce sont des grandeurs caractéristiques du véhicule prédéterminées et connues.In this relationship, L is the length of the vehicle's wheelbase and K is the value of the vehicle's understeer gradient. These are predetermined and known characteristic quantities of the vehicle.
L’accélération latérale Ay est égale au carré de la vitesse multiplié par la courbure de la trajectoire, soit Ay = V0 2.ρ, et on a : V0.dθ/dt = V0 2.ρ.The lateral acceleration Ay is equal to the square of the speed multiplied by the curvature of the trajectory, i.e. Ay = V 0 2 .ρ, and we have: V 0 .dθ/dt = V 0 2 .ρ.
L’angle de braquage δr peut être exprimé en fonction de la vitesse lacet et de la vitesse véhicule : δr = dθ/dt.(L/V0+ K.V0).The steering angle δr can be expressed as a function of the yaw speed and the vehicle speed: δr = dθ/dt.(L/V0+ K.V.0).
Comme l’angle volant δv est égal à l’angle de braquage δr multiplié par le rapport de démultiplication Kredde la direction assistée, on a : δv =Kred.dθ/dt.(L/V0+ K.V0).As the steering wheel angle δv is equal to the steering angle δr multiplied by the gear ratio Kredof the power steering, we have: δv =Kred.dθ/dt.(L/V0+ K.V.0).
En régime établi, la valeur maximale δvmax de l’angle volant qui génère l’accélération latérale maximale Aymax vaut donc δvmax =Kred.dθmax.(L/V0+ K.V0).In steady state, the maximum value δvmax of the steering wheel angle which generates the maximum lateral acceleration Aymax is therefore worth δvmax =Kred.dθmax.(L/V0+ K.V.0).
La vitesse de lacet peut alors être exprimée en fonction de l’angle volant par : dθ/dt= δv/[Kred.( L/V0+ K.V0)].The yaw speed can then be expressed as a function of the steering wheel angle by: dθ/dt= δv/[Kred.( L/V0+ K.V.0)].
Selon le procédé de l’invention, on impose que la consigne d’angle volant déterminée par le calculateur varie dans le temps selon une fonction mathématique prédéterminée.According to the method of the invention, it is required that the steering wheel angle setpoint determined by the computer varies over time according to a predetermined mathematical function.
Cette fonction est continue. La première partie de consigne fait varier l’angle volant dans un sens (augmentation ou diminution), tandis que la deuxième partie de consigne fait varier l’angle volant dans le sens opposée (diminution ou augmentation).This function is continuous. The first setpoint part varies the steering wheel angle in one direction (increase or decrease), while the second setpoint part varies the steering wheel angle in the opposite direction (decrease or increase).
Cette fonction est par exemple une fonction continue. Il peut s’agir en particulier d’une fonction affine ou de manière plus générale, une fonction polynomiale.This function is for example a continuous function. It may be in particular an affine function or more generally, a polynomial function.
Il s’agit plus précisément d’une fonction affine ou polynomiale par morceaux.It is more precisely an affine or piecewise polynomial function.
En pratique, dans l’exemple décrit ici, lesdites première et deuxième parties de consigne d’angle volant varient chacune selon une fonction affine du temps.In practice, in the example described here, said first and second steering wheel angle setpoint parts each vary according to an affine function of time.
La première partie de consigne d’angle volant à déterminer modifie l’angle volant pour réduire l’angle de cap θ du véhicule jusqu’à une valeur cible θcible.The first part of the steering wheel angle setpoint to be determined modifies the steering wheel angle to reduce the heading angle θ of the vehicle to a target value θtarget.
Cette première partie de consigne est linéaire car on a supposé les roues alignées à l’instant initial. La valeur initiale de l’angle volant est donc nulle.This first part of the setpoint is linear because we assumed the wheels aligned at the initial instant. The initial value of the steering wheel angle is therefore zero.
La valeur cible de l’angle de cap est déterminée en fonction de la valeur initiale θ0de l’angle de cap θ et de la valeur maximale δvmax de l’angle volant. Elle peut aussi tenir compte de la fonction du temps imposée pour la variation de la consigne d’angle volant.The target value of the heading angle is determined based on the initial value θ 0 of the heading angle θ and the maximum value δvmax of the steering wheel angle. It can also take into account the time function imposed for the variation of the steering wheel angle setpoint.
Par exemple, la valeur cible θcible de l’angle de cap est égale à une fraction de l’angle de cap initial ou à une valeur d’angle de cap atteinte lorsque l’angle volant atteint la valeur maximale d’angle volant.For example, the target value θtarget of the heading angle is equal to a fraction of the initial heading angle or to a heading angle value reached when the steering wheel angle reaches the maximum steering angle value.
Plus précisément, la valeur θcible est ajustée par un compromis entre efficacité et ressenti du conducteur et doit tenir compte de la valeur maximale d’angle volant afin que l’accélération latérale du véhicule reste inférieure ou égale à l’accélération latérale maximale. Dans le cadre de l’exemple proposé, une efficacité maximale est privilégiée, c’est-à-dire qu’un réalignement le plus rapide possible est recherché sans contrainte de ressenti.More precisely, the target value is adjusted by a compromise between efficiency and driver feeling and must take into account the maximum value of steering wheel angle so that the lateral acceleration of the vehicle remains less than or equal to the maximum lateral acceleration. In the context of the example proposed, maximum efficiency is favored, that is to say that the fastest possible realignment is sought without constraint of feeling.
Une valeur cible θcible peut alors être l’angle de cap initial divisé par 2, soit θcible = θ0/2, qui permet théoriquement, avec la première partie de consigne variant linéairement, de réaliser le réalignement au plus vite.A target value θtarget can then be the initial heading angle divided by 2, i.e. θtarget = θ 0 /2, which theoretically allows, with the first part of the set point varying linearly, to carry out the realignment as quickly as possible.
Cependant, cette valeur cible ne peut être atteinte que si elle est inférieure strictement à l’angle de cap atteint au moment où la valeur de l’angle volant est égale à la valeur maximale de l’angle volant.However, this target value can only be achieved if it is strictly lower than the heading angle reached at the moment when the value of the steering wheel angle is equal to the maximum value of the steering wheel angle.
Ainsi, la valeur cible déterminée de l’angle de cap est égale à la fraction de l’angle de cap initiale si elle est inférieure strictement à l’angle de cap atteint au moment où la valeur de l’angle volant est égale à la valeur maximale de l’angle volant. Sinon la valeur cible est égale à la valeur d’angle de cap atteinte lorsque l’angle volant atteint la valeur maximale d’angle volant.Thus, the determined target value of the heading angle is equal to the fraction of the initial heading angle if it is strictly less than the heading angle reached at the moment when the value of the steering wheel angle is equal to the maximum value of the steering wheel angle. Otherwise the target value is equal to the heading angle value reached when the steering wheel angle reaches the maximum steering angle value.
Ainsi, dans l’exemple décrit ici, δv1(t) = a.t et θcible = θ0/2.Thus, in the example described here, δv1(t) = at and θtarget = θ 0 /2.
En intégrant l’équation précédente donnant la vitesse de lacet en fonction de l’angle volant dθ/dt= δv1(t)/[Kred.( L/V0+ K.V0)] = dθ/dt= a.t/[Kred.( L/V0+ K.V0)], on a :By integrating the previous equation giving the yaw speed as a function of the steering wheel angle dθ/dt= δv1(t)/[Kred.( L/V0+ K.V.0)] = dθ/dt= a.t/[Kred.( L/V0+ K.V.0)], we have :
θ(t) = ½ a.t2/ [Kred.( L/V0+ K.V0)] + θ0.θ(t) = ½ a.t2/ [Kred.( L/V0+ K.V.0)] + θ0.
Le calculateur est programmé pour déterminer l’instant thalfpour lequel l’angle de cap est égal à sa valeur cible, soit ici θ(t) = θ0/2.The calculator is programmed to determine the instant t half for which the heading angle is equal to its target value, i.e. here θ(t) = θ 0 /2.
On obtient l’équation suivante :We obtain the following equation:
Lorsque θ0est positif, la variable a est négative et inversement. When θ 0 is positive, the variable a is negative and vice versa.
L’angle au volant au moment où l’angle de cap est égal à sa valeur cible θ0/2 est : δv1(thalf)=a.thalf. The steering wheel angle at the moment when the heading angle is equal to its target value θ 0 /2 is: δv1(t half )=at half.
Le calculateur est par ailleurs programmé pour imposer une pente égale à la vitesse de rotation VRmax du volant maximale afin d’assurer un réalignement rapide du véhicule, soit a=VRmax. La vitesse de rotation du volant maximale VRmax est positive ou négative selon le sens de rotation du volant. Ici, le signe de la vitesse de rotation du volant est positif vers la gauche et négatif vers la droite. La variable a vaut : a= -Sign(θ0).VRmax.The computer is also programmed to impose a slope equal to the maximum rotation speed VRmax of the steering wheel in order to ensure rapid realignment of the vehicle, i.e. a=VRmax. The maximum steering wheel rotation speed VRmax is positive or negative depending on the direction of rotation of the steering wheel. Here, the sign of the steering wheel rotation speed is positive towards the left and negative towards the right. The variable a is worth: a= -Sign(θ 0 ).VRmax.
La première partie de la consigne d’angle au volant est alors déterminée par le calculateur comme étant δv1(t)=VRmax.t entre le moment d’activation du dispositif d’assistance t0=0 et l’instant calculé thalf: δv1(t)=VRmax.t si 0<t<thalf. The first part of the steering wheel angle reference is then determined by the computer as being δv1(t)=VRmax.t between the moment of activation of the assistance device t 0 =0 and the calculated instant t half : δv1(t)=VRmax.t if 0<t<t half.
Si l’angle au volant au moment où l’angle de cap est égal à sa valeur cible δv1(thalf)=VRmax.thalfest inférieur à la valeur maximale d’angle au volant, la première partie de la consigne d’angle est appliquée jusqu’à l’instant thalf.If the steering wheel angle at the moment when the heading angle is equal to its target value δv1(t half )=VRmax.t half is less than the maximum steering wheel angle value, the first part of the steering wheel angle angle is applied until time t half .
La variation de l’angle volant est ainsi réalisée au plus vite.The variation of the steering wheel angle is thus carried out as quickly as possible.
La deuxième partie de la consigne d’angle ramène l’angle volant à 0.The second part of the angle setpoint reduces the steering wheel angle to 0.
De préférence, les fonctions affines du temps selon lesquelles varient les première et deuxième parties de consigne sont deux fonctions affines dont les pentes présentent des valeurs absolues égales et des signes opposés.Preferably, the affine functions of time according to which the first and second setpoint parts vary are two affine functions whose slopes have equal absolute values and opposite signs.
En outre, l’évolution dans le temps de la consigne d’angle volant dans le temps est de préférence symétrique. De manière graphique, la courbe d’évolution dans le temps de la consigne d’angle volant est de préférence symétrique par rapport à une droite parallèle à l’axe des ordonnées passant par l’instant thalf.Furthermore, the evolution over time of the steering wheel angle setpoint over time is preferably symmetrical. Graphically, the curve of evolution over time of the steering wheel angle setpoint is preferably symmetrical with respect to a straight line parallel to the ordinate axis passing through the instant t half .
En d’autres termes, la consigne d’angle volant varie de 0 à la valeur de consigne d’angle correspondant à la valeur cible d’angle de cap, puis de cette valeur correspondant à la valeur cible d’angle de cap jusqu’à 0 de manière symétrique.In other words, the steering wheel angle reference varies from 0 to the angle reference value corresponding to the heading angle target value, then from this value corresponding to the heading angle target value until to 0 symmetrically.
Ainsi, la valeur absolue de la pente de la deuxième fonction linéaire utilisée pour la deuxième partie de la consigne d’angle au volant est égale à la vitesse de rotation du volant maximale prédéterminée. L’angle volant est ainsi ramené à 0 au plus vite.Thus, the absolute value of the slope of the second linear function used for the second part of the steering wheel angle reference is equal to the predetermined maximum steering wheel rotation speed. The steering wheel angle is thus reduced to 0 as quickly as possible.
En pratique, la valeur absolue de la pente reste ainsi égale à la vitesse de rotation maximale du volant : la variation de l’angle volant est assurée au plus vite.In practice, the absolute value of the slope thus remains equal to the maximum rotational speed of the steering wheel: the variation of the steering wheel angle is ensured as quickly as possible.
On a ainsi : δv2(t)=-VRmax.t+b si thalf<t<2.thalf. We thus have: δv2(t)=-VRmax.t+b if t half <t<2 . t half.
Le paramètre b est déterminé de manière à ce que la consigne d’angle volant reste continue. Ainsi δv2(thalf)=-VRmax.thalf+b = δv1(thalf)= -VRmax.thalf, et b=2VRmax.thalf.Parameter b is determined so that the steering wheel angle reference remains continuous. Thus δv2(t half )=-VRmax.t half +b = δv1(t half )= -VRmax.t half , and b=2VRmax.t half .
Enfin la consigne d’angle au volant est nulle pour t supérieur ou égale à 2.thalf. Finally, the steering wheel angle setpoint is zero for t greater than or equal to 2.t half.
Ce cas est représenté schématiquement sur la
Grâce à la consigne d’angle au volant déterminée par le procédé selon l’invention, la vitesse de lacet initialement nulle est augmentée jusqu’à la valeur cible d’angle de cap puis diminuée jusqu’à annulation de l’angle de cap à vitesse de lacet nulle.Thanks to the steering wheel angle setpoint determined by the method according to the invention, the initially zero yaw speed is increased to the target heading angle value then reduced until the heading angle is canceled. zero yaw speed.
L’angle volant, qui avait une valeur initiale nulle, est également ramené à 0 à l’issue de la manœuvre.The steering wheel angle, which had an initial value of zero, is also reduced to 0 at the end of the maneuver.
Si, au cours de la mise en œuvre de la première partie de consigne, l’angle au volant atteint la valeur maximale d’angle au volant, le calculateur est programmé pour saturer l’angle volant, c’est-à-dire le maintenir égal à sa valeur maximale pendant une troisième partie de consigne intermédiaire.If, during the implementation of the first setpoint part, the steering wheel angle reaches the maximum steering wheel angle value, the computer is programmed to saturate the steering wheel angle, that is to say the maintain equal to its maximum value during a third intermediate setpoint part.
Dans ce cas, la première partie de la consigne d’angle est appliquée jusqu’à l’instant t1auquel l’angle volant devient égal à sa valeur maximale. En d’autres termes, si :In this case, the first part of the angle reference is applied until time t 1 at which the steering wheel angle becomes equal to its maximum value. In other words, if:
le calculateur calcule l’instant t1à partir duquelthe calculator calculates the instant t 1 from which
Soit avec δv1(t1) = a.t1= dθmax.Kred.(L/V0+K.V0), t1=1/a.dθmax.Kred/V0.(L+K.V0 2).Or with δv1(t 1 ) = at 1 = dθmax.Kred.(L/V 0 +KV 0 ), t 1 =1/a.dθmax.Kred/V 0 .(L+KV 0 2 ).
La première partie de consigne d’angle au volant est alors : δv1(t) = VRmax.t pour 0<t<t1, c’est-à-dire entre le moment d’activation du dispositif d’assistance t0=0 et l’instant calculé t1.The first part of the steering wheel angle setpoint is then: δv1(t) = VRmax.t for 0<t<t 1 , that is to say between the moment of activation of the assistance device t 0 = 0 and the calculated instant t 1 .
Le calculateur est programmé pour maintenir l’angle volant égal à sa valeur maximale pendant une durée déterminée en fonction en fonction de la valeur initiale de l’angle de cap θ0et de la valeur maximale de la vitesse de lacet dθmax. En d’autres termes, le calculateur est programmé pour déterminer une troisième partie de consigne constante égale à la valeur maximale de l’angle volant entre l’instant t1et un autre instant calculé t2. Après cet autre instant calculé t2, le calculateur est programmé pour déterminer la deuxième partie de consigne.The computer is programmed to maintain the steering wheel angle equal to its maximum value for a determined duration depending on the initial value of the heading angle θ 0 and the maximum value of the yaw speed dθmax. In other words, the computer is programmed to determine a third constant setpoint part equal to the maximum value of the steering wheel angle between the instant t 1 and another calculated instant t 2 . After this other calculated instant t 2 , the computer is programmed to determine the second part of the set point.
L’angle de cap à l’instant t1vaut :The heading angle at time t 1 is:
θ(t1) = θ1 = ½.dθmax2.1/a.Kred.(L/V0+K.V0)+θ0.θ(t1) = θ1 = ½.dθmax2.1/a.Kred.(L/V0+K.V0)+θ0.
L’évolution de l’angle de cap pendant la troisième partie intermédiaire de consigne d’angle volant constant égal à la valeur maximale de l’angle est obtenue en intégrant l’équation mentionnée précédemment :The evolution of the heading angle during the third intermediate part of the constant steering wheel angle setpoint equal to the maximum value of the angle is obtained by integrating the equation mentioned previously:
dθ/dt = δv3(t)/[Kred.(L/V0+K.V0)].dθ/dt = δv3(t)/[K red .(L/V 0 +KV 0 )].
Si on impose un angle volant constant égal à sa valeur maximale δvmax l’intégrale de la fonction est égale à la constante fois la variation de temps :If we impose a constant flying angle equal to its maximum value δvmax, the integral of the function is equal to the constant times the time variation:
θ(t) = δvmax/[Kred.(L/V0+K.V0)].(t-t1)+θ1.θ(t) = δvmax/[K red .(L/V 0 +KV 0 )].(tt 1 )+θ 1 .
Le terme δvmax/[Kred.(L/V0+K.V0)] correspond à la vitesse de lacet maximale dθmax pour un angle volant maximum donné.The term δvmax/[K red .(L/V 0 +KV 0 )] corresponds to the maximum yaw speed dθmax for a given maximum steering wheel angle.
Comme mentionné précédemment, les fonctions affines du temps selon lesquelles varient les première et deuxième parties de consigne sont deux fonctions affines dont les pentes présentent des valeurs absolues égales et des signes opposés. Cela permet de faire varier au plus vite l’angle volant. La réorientation du véhicule est ainsi effectuée de la manière la plus rapide possible.As mentioned previously, the affine functions of time according to which the first and second setpoint parts vary are two affine functions whose slopes have equal absolute values and opposite signs. This allows the steering wheel angle to be varied as quickly as possible. The reorientation of the vehicle is thus carried out as quickly as possible.
L’évolution de la consigne d’angle volant dans le temps présente alors une forme symétrique.The evolution of the steering wheel angle setpoint over time then presents a symmetrical form.
Compte tenu du fait que les valeurs absolues des pentes sont égales, la réduction d’angle de cap lors de la mise en œuvre de la deuxième partie de consigne est égale à la différence entre l’angle de cap initial θ0et l’angle de cap θ1atteint à la fin de la première partie de la consigne.Taking into account the fact that the absolute values of the slopes are equal, the reduction in heading angle when implementing the second setpoint part is equal to the difference between the initial heading angle θ 0 and the angle heading θ 1 reached at the end of the first part of the setpoint.
Soit : θ(t2) = θ2= θ0– θ1 . Or: θ(t2) =θ2=θ0– θ1 .
On obtient : θ2= dθmax.(t2-t1)+θ1 = θ0–θ1, soit t2= (θ0–2θ1)/dθmax+t1.We obtain: θ2= dθmax.(t2-t1)+θ1 =θ0–θ1, let t2= (θ0–2θ1)/dθmax+t1.
Ainsi, la troisième partie de consigne d’angle volant est ici δv3(t) = δvmax = Kred.dθmax.(L/V0+K.V0) = Aymax.Kred.(L/V0 2+K) pour t1≤ t<t2, c’est-à-dire entre l’instant t1auquel l’angle volant devient égal à sa valeur maximale et l’instant t2calculé.Thus, the third part of the steering wheel angle setpoint is here δv3(t) = δvmax = K red .dθmax.(L/V 0 +KV 0 ) = Aymax.K red .(L/V 0 2 +K) for t 1 ≤ t<t 2 , that is to say between the instant t 1 at which the steering wheel angle becomes equal to its maximum value and the calculated instant t 2 .
Pendant la troisième partie de consigne, l’angle volant est maintenu égal à la valeur maximale de l’angle volant pendant la durée t2-t1qui dépend de la valeur initiale de l’angle de cap θ0et de la valeur maximale de la vitesse de lacet dθmax. Elle dépend également de la valeur de l’angle de cap θ1lorsque l’angle volant atteint sa valeur maximale. Cette durée est déterminée de manière à ce que le retour de l’angle volant à zéro après la première et la troisième partie de consigne, c’est-à-dire lors de la mise en œuvre de la deuxième partie de consigne, se fasse sur une durée identique à celle de la mise en œuvre de la première partie de consigne.During the third setpoint part, the steering wheel angle is maintained equal to the maximum value of the steering wheel angle for the duration t 2 -t 1 which depends on the initial value of the heading angle θ 0 and the maximum value yaw speed dθmax. It also depends on the value of the heading angle θ 1 when the steering wheel angle reaches its maximum value. This duration is determined in such a way that the return of the steering wheel angle to zero after the first and third setpoint parts, that is to say during the implementation of the second setpoint part, takes place. over a duration identical to that of the implementation of the first part of the instructions.
L’angle de cap est ainsi ramené à zéro à l’instant t3= t2+ t1. La deuxième partie de consigne d’angle volant, symétrique à la première est ainsi δv2(t)=-VRmax.t+c entre les instants calculés t2et t3avec c = VRmax.t3. La consigne est nulle au-delà de l’instant t3.The heading angle is thus reduced to zero at time t 3 = t 2 + t 1 . The second steering wheel angle setpoint part, symmetrical to the first, is thus δv2(t)=-VRmax.t+c between the calculated instants t 2 and t 3 with c = VRmax.t 3 . The instruction is zero beyond time t 3 .
Ce cas est représenté schématiquement sur la
Les figures 4, 5 et 6 présentent des résultats de simulation du comportement d’un véhicule soumis à la consigne d’angle volant déterminée selon le procédé d’assistance au pilotage de l’invention décrite ci-dessus.Figures 4, 5 and 6 present simulation results of the behavior of a vehicle subjected to the steering wheel angle setpoint determined according to the piloting assistance method of the invention described above.
La
La
La
En pratique, les consignes d'angle au volant générée par le procédé selon l’invention et par le système LCA passent par un limiteur de pente et une saturation. Les courbes représentées montrent les résultats de simulations de la consigne d’angle et de vitesse de rotation du volant après ce passage par le limiteur de pente et la saturation. La courbe C161 correspond à la consigne d’angle volant totale générée par le système LCA seul, après saturation et limitation de vitesse. La courbe C162 correspond à la consigne d’angle volant totale générée par le procédé selon l’invention ajoutée à la consigne d’angle volant générée par le système LCA, après saturation et limitation de vitesse. On constate en comparant les courbes d’écarts à la trajectoire idéale obtenues avec (trait plein) et sans (trait pointillé) la mise en œuvre du procédé selon l’invention que l’utilisation du procédé selon l’invention permet de ramener l’angle de cap plus rapidement à zéro avec des écarts à la trajectoire idéale plus faibles.In practice, the steering wheel angle instructions generated by the method according to the invention and by the LCA system pass through a slope limiter and saturation. The curves represented show the results of simulations of the angle and speed of rotation of the steering wheel after this passage through the slope limiter and saturation. Curve C161 corresponds to the total steering wheel angle setpoint generated by the LCA system alone, after saturation and speed limitation. Curve C162 corresponds to the total steering wheel angle setpoint generated by the method according to the invention added to the steering wheel angle setpoint generated by the LCA system, after saturation and speed limitation. It can be seen by comparing the deviation curves from the ideal trajectory obtained with (solid line) and without (dotted line) the implementation of the method according to the invention that the use of the method according to the invention makes it possible to reduce the heading angle more quickly to zero with smaller deviations from the ideal trajectory.
L’invention concerne en outre le véhicule automobile 10 comportant le dispositif d’assistance au pilotage et l’actionneur de direction assistée décrits ci-dessus, dans lequel ledit calculateur du dispositif d’assistance est programmé pour contrôler l’actionneur de direction assistée de manière à faire varier l’angle volant en tenant compte de ladite consigne.The invention further relates to the motor vehicle 10 comprising the steering assistance device and the power steering actuator described above, in which said computer of the assistance device is programmed to control the power steering actuator of so as to vary the steering wheel angle taking into account said instruction.
Le procédé et le dispositif d’assistance selon l’invention présentent l’avantage de permettre un réalignement très rapide du véhicule parallèlement à la trajectoire idéale considérée, par exemple la ligne centrale de la voie de circulation. Ce réalignement respecte les valeurs maximales d’angle volant et de vitesse de rotation d’angle volant prédéterminées pour le véhicule tout en assurant une rapidité d’exécution optimisée. Après le réalignement réalisé par le procédé et le dispositif selon l’invention, d’autres procédés et systèmes d’assistance au pilotage classiques du véhicule prennent la relève, notamment pour ramener le véhicule au centre de la voie, c’est-à-dire avec un axe longitudinal tangent à la ligne centrale de la voie de circulation, et éventuellement arrêter le véhicule en situation d’urgence.
The method and the assistance device according to the invention have the advantage of allowing very rapid realignment of the vehicle parallel to the ideal trajectory considered, for example the center line of the traffic lane. This realignment respects the maximum values of steering wheel angle and steering wheel angle rotation speed predetermined for the vehicle while ensuring optimized speed of execution. After the realignment carried out by the method and the device according to the invention, other methods and conventional vehicle piloting assistance systems take over, in particular to return the vehicle to the center of the lane, that is to say say with a longitudinal axis tangent to the center line of the traffic lane, and possibly stop the vehicle in an emergency situation.
Claims (10)
- acquisition des valeurs initiales d’un angle de cap (θ0) et d’une vitesse (V0) du véhicule (10) automobile,
- détermination d’une valeur maximale (δvmax) d’un angle volant générant une accélération latérale maximale (Aymax) prédéterminée en tenant compte de la valeur initiale (V0) de la vitesse du véhicule (10) automobile,
- détermination d’une consigne d’angle volant (δv(t)) en fonction du temps comprenant au moins :
une première partie de consigne (δv1(t)) modifiant l’angle volant pour réduire l’angle de cap (θ) du véhicule jusqu’à une valeur cible (θcible) déterminée en fonction de la valeur initiale (θ0) de l’angle de cap et de la valeur maximale (δvmax) de l’angle volant, et
une deuxième partie de consigne (δv2(t)) d’angle volant modifiant l’angle de cap (θ) du véhicule jusqu’à l’annuler,
- contrôle d’un actionneur de direction assistée de manière à faire varier l’angle volant en tenant compte de ladite consigne d’angle volant (δv(t)) déterminée.Method of assisting the piloting of a motor vehicle (10) to realign it parallel to an ideal trajectory (Id) in its lane (VC), comprising the following steps:
- acquisition of the initial values of a heading angle (θ 0 ) and a speed (V 0 ) of the automobile vehicle (10),
- determination of a maximum value (δvmax) of a steering wheel angle generating a maximum lateral acceleration (Aymax) predetermined taking into account the initial value (V 0 ) of the speed of the automobile vehicle (10),
- determination of a steering wheel angle setpoint (δv(t)) as a function of time comprising at least:
a first setpoint part (δv1(t)) modifying the steering wheel angle to reduce the heading angle (θ) of the vehicle up to a target value (θtarget) determined as a function of the initial value (θ 0 ) of the heading angle and the maximum value (δvmax) of the steering wheel angle, and
a second steering wheel angle setpoint (δv2(t)) modifying the heading angle (θ) of the vehicle until it is canceled,
- control of a power steering actuator so as to vary the steering wheel angle taking into account said determined steering wheel angle setpoint (δv(t)).
- on détermine une valeur maximale (dθmax) d’une vitesse de lacet du véhicule en fonction de l’accélération latérale maximale (Aymax) du véhicule (10) et de la valeur initiale de la vitesse du véhicule (10),
- on détermine la valeur maximale (δvmax) de l’angle volant en fonction de la valeur maximale (dθmax) de la vitesse de lacet, de la valeur initiale (V0) de la vitesse du véhicule et de grandeurs caractéristiques du véhicule.Method according to claim 1, according to which, to determine the maximum value (δvmax) of the steering wheel angle:
- a maximum value (dθmax) of a yaw speed of the vehicle is determined as a function of the maximum lateral acceleration (Aymax) of the vehicle (10) and the initial value of the speed of the vehicle (10),
- the maximum value (δvmax) of the steering wheel angle is determined as a function of the maximum value (dθmax) of the yaw speed, the initial value (V 0 ) of the vehicle speed and characteristic quantities of the vehicle.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2212347A FR3142422A1 (en) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | Method of assisting the piloting of a motor vehicle to realign it parallel to an ideal trajectory, associated device and vehicle. |
| PCT/EP2023/081779 WO2024110258A1 (en) | 2022-11-25 | 2023-11-14 | Method for assisting the driving of a motor vehicle in order to realign it parallel to an ideal trajectory, and associated device and vehicle |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2212347A FR3142422A1 (en) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | Method of assisting the piloting of a motor vehicle to realign it parallel to an ideal trajectory, associated device and vehicle. |
| FR2212347 | 2022-11-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3142422A1 true FR3142422A1 (en) | 2024-05-31 |
Family
ID=85685439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2212347A Pending FR3142422A1 (en) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | Method of assisting the piloting of a motor vehicle to realign it parallel to an ideal trajectory, associated device and vehicle. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3142422A1 (en) |
| WO (1) | WO2024110258A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120123643A1 (en) * | 2009-08-03 | 2012-05-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Driving support apparatus of vehicle |
| US20200254996A1 (en) * | 2017-08-30 | 2020-08-13 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Driving Assist Apparatus, Driving Assist Method, and Driving Assist System |
| US20210094611A1 (en) * | 2019-09-26 | 2021-04-01 | Hyundai Mobis Co., Ltd. | Apparatus for and method of compensating for steering error in advanced driving assistance system |
| EP3932762A1 (en) * | 2019-03-18 | 2022-01-05 | Great Wall Motor Company Limited | Safety monitoring method and system for autonomous vehicle, and motion control system |
-
2022
- 2022-11-25 FR FR2212347A patent/FR3142422A1/en active Pending
-
2023
- 2023-11-14 WO PCT/EP2023/081779 patent/WO2024110258A1/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120123643A1 (en) * | 2009-08-03 | 2012-05-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Driving support apparatus of vehicle |
| US20200254996A1 (en) * | 2017-08-30 | 2020-08-13 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Driving Assist Apparatus, Driving Assist Method, and Driving Assist System |
| EP3932762A1 (en) * | 2019-03-18 | 2022-01-05 | Great Wall Motor Company Limited | Safety monitoring method and system for autonomous vehicle, and motion control system |
| US20210094611A1 (en) * | 2019-09-26 | 2021-04-01 | Hyundai Mobis Co., Ltd. | Apparatus for and method of compensating for steering error in advanced driving assistance system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024110258A1 (en) | 2024-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3938260B1 (en) | Method for generating a setpoint for the combined control of a wheel-steering system and of a differential braking system of a motor vehicle | |
| EP3160823B1 (en) | Mixed power steering comprising a torque control loop controlled to a setpoint by a position controller intended for trajectory control | |
| FR2888811A1 (en) | STEERING CONTROL SYSTEM | |
| FR2948907A1 (en) | METHOD FOR ADJUSTING AN ACTUATOR INFLUENCING THE DYNAMIC OF TRUCKING A VEHICLE AND CONTROL AND CONTROL APPARATUS FOR CARRYING OUT SAID METHOD | |
| DE102020202661B4 (en) | TILT CONTROL DEVICE FOR SINGLE-TRACK VEHICLE | |
| FR2940233A1 (en) | METHOD FOR DETERMINING THE UNDERGROUND RATE OF A VEHICLE EQUIPPED WITH AN ELECTRIC POWER STEERING, AND POSSIBLE CORRECTION OF THE STEERING ASSISTANCE | |
| EP0945320B1 (en) | Control process for the dynamic behaviour of a road vehicle | |
| EP1209053B1 (en) | Active drive assist method for motor vehicle in case of a split-mu braking | |
| WO2021001112A1 (en) | Method for determining an avoidance path of a motor vehicle | |
| EP1716039B1 (en) | Method and system for controlling steered rear wheel steering, and vehicle comprising same | |
| WO2021073925A1 (en) | High-level lateral assistance controller suitable for 4ws vehicles | |
| EP2648964B1 (en) | Checking method implemented by a steering system regulating function | |
| FR3142422A1 (en) | Method of assisting the piloting of a motor vehicle to realign it parallel to an ideal trajectory, associated device and vehicle. | |
| EP1901932B1 (en) | Anti-rolling method and system for a vehicle and corresponding vehicle | |
| FR2954256A1 (en) | METHOD FOR IDENTIFYING A DIRECTOR WHEEL ADHERENCE LOSS PHASE OF A VEHICLE | |
| EP2069172B1 (en) | Method and system for controlling a vehicle equipped with a managed braking system | |
| FR3062360A1 (en) | METHOD FOR AIDING THE DRIVING OF A MOTOR VEHICLE AND CORRESPONDING MOTOR VEHICLE | |
| EP1908665B1 (en) | Method of preventing oversteering and automobile equipped with power-assisted steering preventing oversteering | |
| EP3377386B1 (en) | Driver assistance method for a motor vehicle | |
| EP3150452B1 (en) | Test of a function for controlling the trajectory of a vehicle using the brakes without controlling the steering wheel | |
| FR3097828A1 (en) | Method of regulating the lateral position of a vehicle | |
| EP4382382A1 (en) | Method for controlling a vehicle in its lane | |
| WO2024104837A1 (en) | Method for driving a motor vehicle in the centre of its traffic lane | |
| FR2942440A1 (en) | Motor vehicle e.g. car, dynamic behavior controlling method, involves distributing set point deceleration on left and right wheels of vehicle based on value of longitudinal distribution parameter and of parameter value of side distribution | |
| EP4251484A1 (en) | Method for automated steering of a motor vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20240531 |