FR2982943A1

FR2982943A1 - Procede de determination d'une zone geographique atteignable pour un vehicule automobile

Info

Publication number: FR2982943A1
Application number: FR1160644A
Authority: FR
Inventors: Kamal Aouchiche; Giovanni Granato
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2013-05-24
Anticipated expiration: 2031-11-22
Also published as: FR2982943B1

Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de détermination d'au moins une zone (1, 2, 3) atteignable par un véhicule, ledit procédé mettant en oeuvre un calculateur et un écran (5), et prenant en compte le réseau routier réel (4). La principale caractéristique d'un procédé selon l'invention est qu'il comprend les étapes suivantes : - une étape d'affectation d'une première direction de déplacement fictive du véhicule, - une étape de déplacement virtuel dudit véhicule dans le réseau routier (4) indiqué, de manière à ce qu'il sorte de chaque carrefour en empruntant la voie correspondant à la première direction de déplacement qui lui a été initialement attribuée, - une étape de détermination par le calculateur de la consommation d'énergie le long de ce premier trajet virtuel, et arrêt fictif du véhicule lorsque sa réserve énergétique initiale atteint une valeur seuil, la localisation du véhicule arrêté correspondant à un premier point délimitant la zone atteignable (1, 2, 3), - une étape de réitération de l'opération précédente pour plusieurs directions de déplacement fictives différentes, - une étape de liaison des points ainsi obtenus pour faire apparaitre sur l'écran (5) au moins une zone atteignable (1, 2, 3),

Description

PROCEDE DE DETERMINATION D'UNE ZONE GEOGRAPHIQUE ATTEIGNABLE POUR UN VEHICULE AUTOMOBILE L'invention se rapporte à un procédé de détermination d'une zone géographique atteignable par un véhicule automobile. En particulier, l'autonomie kilométrique constitue un point sensible de la technologie des véhicules électriques, car elle demeure actuellement assez réduite, entre 100km et 200km, par rapport à celle d'un véhicule à moteur thermique. Ainsi, en fonction de la charge restante dans les batteries électriques, il est important de pouvoir prévoir assez précisément le nombre de kilomètres que le véhicule est en mesure de parcourir, en tenant compte d'un certain nombre de paramètres, tels que par exemple sa consommation et la configuration du réseau routier considéré. Bien que le procédé de détermination selon l'invention ait été développé pour les véhicules électriques, il peut également s'appliquer aux véhicules à moteur thermique. L'invention se rapporte donc à un tel procédé de détermination permettant d'orienter le conducteur dans le choix de son parcours. Afin de bien comprendre la suite de la description, une zone atteignable est une zone située autour du véhicule, tous les points inclus dans cette zone pouvant être atteints par le véhicule en suivant le chemin le plus court dicté par le réseau routier considéré, depuis son point de départ. Des procédés permettant d'afficher au conducteur un parcours optimal entre un point de départ et un point de destination, existent et ont déjà fait l'objet de brevets. On peut, par exemple, citer les brevets FR2926914 et US2007198179 qui décrivent des procédés permettant de renseigner le conducteur, soit sur le parcours le plus rapide, soit sur le parcours le plus court. Il est rappelé qu'un parcours, au sens général du terme, se définit par un point de départ et un point de destination. Le brevet US5815824 s'attache à décrire une méthode permettant de calculer le parcours le moins consommateur au sens énergétique. Toutes les méthodes décrites dans ces brevets bien qu'étant utiles, ne sont néanmoins pas suffisantes pour assurer l'arrivée du conducteur à la destination désirée. En effet, elles ne se focalisent que sur un seul trajet, et ne prennent pas en compte la localisation d'une borne de recharge électrique ou d'une station d'essence sur le parcours, pouvant nécessiter de la part du conducteur, une déviation éventuelle par rapport à son trajet initial pour procéder à la recharge de sa réserve énergétique. Ces méthodes manquent donc de souplesse, en n'intégrant pas ce type de paramètres, et demeurent ainsi éloignées des situations réelles à même d'être rencontrées dans la vie courante. Un autre inconvénient de ce type de méthode est qu'elles nécessitent un point de départ et un point d'arrivée. Les procédés selon l'invention permettent de déterminer non pas un trajet optimisé reliant un point de départ à un point de destination, mais au moins une zone atteignable, étalée autour du point de départ du véhicule, tous les points inclus dans cette zone étant susceptibles d'être atteints. Le calcul de cette zone tient compte de la réserve énergétique du véhicule et d'une hypothèse de consommation dudit véhicule liée à sa vitesse et au réseau routier considéré. De cette manière, le conducteur sait jusqu'où il peut aller avec un risque maitrisé, dans n'importe quelle direction autour de son point de départ, avec la charge qui lui reste. Si, à partir des contours et de la dimension de cette zone atteignable le conducteur se rend compte qu'il ne peut pas atteindre directement sa destination finale avec la charge qui lui reste, il pourra modifier son trajet initial, pour aller s'approvisionner à une borne de recharge située dans la zone atteignable calculée. Ainsi, pour une destination finale à très longue distance, le conducteur pourra procéder de proche en proche, en réitérant la détermination de la zone atteignable à partir de la borne de recharge à laquelle il se trouve, et qui constituera à chaque fois le nouveau point de départ du calcul. L'invention a pour objet un procédé de détermination d'au moins une zone atteignable par un véhicule, ledit procédé mettant en oeuvre un calculateur et un écran, et prenant en compte le réseau routier. La principale caractéristique d'un procédé selon l'invention est qu'il comprend les étapes suivantes, - une étape d'affectation d'une première direction de déplacement fictive du véhicule, - une étape de déplacement virtuel dudit véhicule dans le réseau routier indiqué, de manière à ce qu'il sorte de chaque carrefour en empruntant la voie correspondant à la première direction de déplacement qui lui a été initialement attribuée, - une étape de détermination par le calculateur de la consommation d'énergie le long de ce premier trajet virtuel, et arrêt fictif du véhicule lorsqu'il a consommé sa réserve énergétique initiale, la localisation du véhicule arrêté correspondant à un premier point délimitant la zone atteignable, - une étape de réitération de l'opération précédente pour plusieurs directions de déplacement fictives différentes, - une étape de liaison des points ainsi obtenus pour faire apparaitre sur l'écran au moins une zone atteignable, Le principe d'un procédé selon l'invention repose sur une simulation de plusieurs trajectoires réalisées virtuellement par le véhicule réel considéré, et selon des directions différentes préétablies. On suppose en effet que le véhicule va d'abord partir dans une certaine direction en suivant les voies du réseau routier considéré, et qu'il va toujours se déplacer dans la même direction à chaque carrefour ou à chaque intersection qu'il va rencontrer. Le calculateur évalue à chaque instant la consommation du véhicule et arrête le déplacement virtuel du véhicule lorsque sa consommation a atteint sa réserve énergétique initiale. La localisation du véhicule au moment où cesse la simulation, correspond ainsi à un point délimitant la zone atteignable. Cette opération est répétée pour un certain nombre d'autres directions présélectionnées, permettant ainsi de balayer les principales directions sur un cercle de 360°. Les points ainsi obtenus pour chaque direction considérée, matérialisent les principales limites de la zone atteignable, et peuvent par exemple être reliés entre eux par des segments de droites. Tous les points inclus dans la zone atteignable sont susceptibles d'être atteints par le véhicule, si celui-ci suit toujours la même direction depuis son point de départ, en empruntant les voies indiquées par la carte. Le réseau routier peut être indiqué, soit par une carte papier, soit par un système de navigation de type GPS (Global Positioning System). Le véhicule peut être, soit à moteur électrique, soit à moteur thermique, le procédé selon l'invention étant cependant particulièrement adaptés aux véhicules électriques pour lesquels l'autonomie demeure inférieure à celle d'un véhicule doté d'un moteur à combustion. L'information concernant les limites de la zone atteignable est directement restituée au conducteur par l'intermédiaire d'un écran. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le calculateur peut déterminer plusieurs zones atteignables, en fonction d'une probabilité d'atteinte liée à chaque zone. Avantageusement, l'étape de détermination de la consommation d'énergie par le calculateur s'effectue à partir d'un modèle mathématique reliant ladite consommation à la vitesse du véhicule, ladite vitesse étant dictée par la qualité de la voie empruntée. En effet, la vitesse supposée du véhicule ne sera pas la même s'il emprunte l'autoroute, où s'il traverse une ville. De façon préférentielle, le nombre de directions virtuelles traitées par le calculateur lors de l'étape de réitération, est un multiple de quatre, lesdites directions étant liées aux quatre points cardinaux. En ne considérant que ces quatre directions fondamentales, le calculateur peut fournir une zone atteignable rapidement et avec une assez bonne précision. De façon générale, le nombre de directions virtuelles utilisées par le calculateur est un multiple de quatre, correspondant aux quatre directions fondamentales matérialisées par le nord, le sud, l'est et l'ouest et par au moins une direction voisine de chacune de ces quatre directions fondamentales. Plus le nombre de directions traitées est important, plus la zone atteignable sera déterminée avec précision. Préférentiellement, le procédé comprend une étape d'affichage permettant de visualiser le réseau routier ainsi que chaque zone atteignable. Il est en effet important de pouvoir concrétiser les dimensions de chaque zone, en le comparant au réseau routier considéré.

De façon avantageuse, lors de l'étape d'affichage, chaque zone atteignable figure en surimpression sur le réseau routier visible sur l'écran d'un système de navigation. De cette manière, le conducteur accède de façon concrète à chaque zone atteignable, en y associant directement des noms de rue ou d'avenues. Une zone atteignable peut par exemple, être matérialisée avec une couleur ou un niveau de gris, ou par tout autre signe distinctif tel que des hachurés ou des stries, l'essentiel étant qu'elles puissent permettre de visualiser le réseau routier. Avantageusement, l'étape d'affichage fait apparaitre la localisation des différentes stations d'approvisionnement énergétiques. Suivant le type de véhicule considéré, une station d'approvisionnement énergétique peut être constituée, soit par une borne de recharge électrique pour les véhicules à moteur électrique, soit par des pompes à carburant pour les véhicules à moteur thermique. De cette manière, en fonction de sa destination finale, le conducteur peut juger opportun de reconstituer sa réserve énergétique sans risque de tomber en panne. De façon préférentielle, le procédé comprend une étape de guidage du conducteur vers une station d'approvisionnement énergétique située dans la zone atteignable, si le niveau énergétique est inférieur à une valeur seuil. De cette manière, le conducteur diminue les risques de tomber en panne de source énergétique, en étant informé du niveau faible de sa réserve d'énergie, et en visualisant un trajet optimisé pour reconstituer sa réserve énergétique. Préférentiellement, l'étape de détermination d'au moins une zone atteignable permet de déterminer plusieurs zones, correspondant chacune à une zone atteignable associée à un niveau énergétique restant. Autrement dit, le conducteur pourra mieux appréhender les possibilités d'évolution, en fonction de sa destination finale et de la localisation de ces zones. Ces différentes zones apportent des arguments supplémentaires au conducteur lui permettant de prendre une décision réfléchie quant à un arrêt supplémentaire ou non à une station d'approvisionnement énergétique pour atteindre sa destination finale. Cette probabilité d'atteinte correspond à une réserve énergétique restante. En supposant que le véhicule dispose d'une réserve énergétique maximale à son point de départ, ledit véhicule disposera d'une réserve énergétique élevée dans la zone la plus sûrement atteignable, et d'une réserve énergétique plus faible dans une zone moins sûrement atteignable.

De façon avantageuse, l'étape de détermination d'au moins une zone atteignable, permet de déterminer une première zone correspondant à un niveau énergétique restant supérieur à 50% de la capacité maximale de la batterie, une deuxième zone intermédiaire située autour de la première zone et correspondant à un niveau énergétique restant compris entre 50% et 30%, et une troisième zone placée autour de la deuxième zone intermédiaire et correspondant à un niveau énergétique restant compris entre 30% et 10%. D'autres zones correspondant à des niveaux énergétiques différents pourraient également être tracées. A travers ces zones, le conducteur est informé du niveau énergétique restant dans chacune de ces zones, et pourra évaluer précisément les chances qu'il possède d'atteindre sa destination finale. Avantageusement, la première zone est colorée en vert, la deuxième zone intermédiaire en jaune et la troisième zone en rouge. Ces couleurs permettent au conducteur d'établir un diagnostic rapide et aisé de la situation, en associant directement aux zones qu'il voit, un danger plus ou moins marqué en fonction de la couleur de la zone : la couleur verte est synonyme d'une situation sûre, la couleur jaune témoigne d'une situation un peu hasardeuse, tandis que la couleur rouge indique une situation dangereuse. Les procédés selon l'invention fournissent une information capitale à un conducteur automobile, en lui permettant de visualiser une zone atteignable, correspondant à l'autonomie de son véhicule et tenant compte du réseau routier réel fourni par une carte, cette information étant issue de données faciles à traiter et de calculs rapides. Les procédés selon l'invention ont l'avantage d'être particulièrement adaptés aux véhicules électriques, pour lesquels l'autonomie est réduite, et dont les distances qu'ils sont susceptibles de parcourir doivent être évaluées avec une certaine précision, au risque de ne pas pouvoir atteindre la destination finale ou la station de charge la plus proche. Enfin, ils présentent l'avantage de pouvoir être couplés avec un système de navigation usuel, pour obtenir un résultat final complet, combinant les informations obtenues par le satellite et les zones atteignables calculées au moyen desdits procédés.

On donne ci-après, une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un procédé selon l'invention, en se référant aux figures 1 et 2. - La figure 1 est une vue schématique de trois zones atteignables déterminées au moyen d'un procédé selon l'invention, chaque zone se différenciant des deux autres zones par la probabilité d'atteinte associée, - La figure 2 est une vue d'un écran de système de navigation, superposant un réseau routier à trois zones atteignables obtenues au moyen d'un procédé selon l'invention, lesdites zones étant obtenues grâce à des simulations réalisées dans huit directions différentes. Un procédé selon l'invention met en oeuvre un calculateur permettant de déterminer trois zones atteignables1, 2, 3par un véhicule électrique doté d'un moteur électrique rechargeable, et un écran 5 permettant de faire apparaitre le contour de ces trois zones 1, 2, 3. Le calculateur est couplé à un système de navigation de type GPS, et l'écran 5 sur lequel va apparaitre les zones 1, 2, 3 est constitué par l'écran 5 dudit système de navigation. Pour calculer ces zones 1, 2, 3, le calculateur s'appuie sur la charge électrique restante du moteur électrique du véhicule, et sur différents modèles mathématiques reliant la consommation électrique du véhicule à sa vitesse. En effet, cette vitesse est dictée par la qualité de la voie empruntée, et ne sera pas la même s'il emprunte l'autoroute, où s'il traverse une ville. Afin que ces zones 1, 2, 3 soient les plus représentatives possibles d'une situation réelle, le calculateur se fonde également sur le véritable réseau routier 4 donné par le système de navigation, et montrant notamment les différents embranchements, les carrefours, les rues, les routes nationales et les autoroutes. Le procédé de détermination des zones atteignables 1, 2, 3 selon l'invention, comprend les étapes suivantes : - Affectation d'une première direction de déplacement fictive du véhicule, - Déplacement virtuel dudit véhicule dans le réseau routier 4indiqué, de manière à ce qu'il sorte de chaque carrefour ou embranchement en empruntant la voie correspondant à la direction de déplacement qui lui a été initialement attribuée. Le réseau routier 4 est celui qui est donné par le système de navigation en considérant les coordonnées du point auquel se situe le véhicule, au moment de lancer le calcul des zones atteignables 1, 2, 3. A titre d'exemple, si la direction attribuée au véhicule est le nord, le véhicule empruntera systématiquement la voie qui se dirigera vers le nord à chaque sortie de carrefour ou d'embranchement qu'il rencontrera, ou la voie qui s'en rapprochera le plus si la voie plein nord n'existe pas. - Détermination par le calculateur de la consommation d'énergie le long de ce premier trajet virtuel, et arrêt fictif du véhicule lorsqu'il a consommé sa réserve énergétique initiale, la localisation du véhicule ainsi arrêté correspondant à un premier pont délimitant la zone atteignable. - Réitération de ropération précédente pour plusieurs directions de déplacement fictives différentes, l'objectif étant d'obtenir un quadrillage homogène autour de la position de départ du véhicule. De façon concrète, huit simulations sont conduites dans huit directions fictives différentes, quatre directions correspondant aux quatre points cardinaux nord, sud, est et ouest, les quatre autres se situant à 45° des précédentes directions. La prise en compte de huit directions différentes permet d'obtenir des zones atteignables 1, 2, 3 assez détaillées pour un temps de calcul global raisonnable. Liaison des huit points ainsi obtenus dans les huit directions considérées, pour matérialiser concrètement sur l'écran 5 les trois zones atteignables 1, 2, 3 ainsi calculées. Un lissage peut être effectué pour obtenir des zones de forme légèrement arrondie. En se référant à la figure 1, le procédé selon l'invention permet ainsi de tracer trois zones 1, 2, 3 atteignables se différenciant les unes des autres par le niveau énergétique restant. De cette manière, la zone 1 correspond à un niveau énergétique restant supérieur à 50% de la capacité maximale de la batterie, la zone intermédiaire 2 entourant ladite première zone 1 correspond à un niveau énergétique restant compris entre 50% et 30%, et la troisième zone 3 entourant la zone intermédiaire 2 correspond à un niveau énergétique restant compris entre 30% et 10%. Il est important de souligner que tous les points inclus dans une zone atteignable 1, 2, 3 peuvent être atteints avec un niveau énergétique restant par un véhicule partant de son point de départ et avançant toujours selon sensiblement la même direction. La forme des zones atteignables 1, 2, 3, est largement fonction de la configuration du réseau routier 4 considéré. La zone 1 pouvant être atteinte de façon sûre peut par exemple être colorée en vert, la zone intermédiaire peut être colorée en jaune et la zone la plus difficile à atteindre peut être colorée en rouge. De cette manière, grâce à ces couleurs, le conducteur pourra se faire un avis immédiat, en un coup d'oeil, sur ses possibilités d'évolution suivant la zone dans laquelle elle se trouve. En se référant à la figure 2, les zones atteignables 1, 2, 3 peuvent se superposer à la carte du réseau routier 4 fournie par le système de navigation et à partir duquel ont été calculées les zones atteignables 1, 2, 3. De cette manière, le conducteur a une approche concrète de ces zones atteignables 1, 2, 3, en ayant la possibilité d'y associer des noms de rue ou d'avenue. Selon une version améliorée d'un procédé selon l'invention, si la destination entrée par le conducteur dans le système de navigation s'avère être en dehors des limites de la zone atteignable 1, 2, 3, le calculateur impliqué dans le procédé selon l'invention, indique l'emplacement d'une station de recharge de courant située dans ladite zone atteignable 1, 2, 3 ainsi que le trajet associé pour la rejoindre dans les meilleures conditions. Selon une autre version de ce procédé, toujours dans le cas où la destination finale serait inatteignable, le calculateur peut indiquer au choix, soit un hôtel ou une cabine téléphonique publique, situé dans la zone atteignable. Enfin, selon une autre version améliorée d'un procédé selon l'invention, si la destination finale est inatteignable par rapport aux zones 1, 2, 3, calculées, l'écran 5 affiche instantanément une indication appropriée, reconnaissable sans ambiguïté, qui pourrait par exemple être matérialisée par un triangle rouge qui clignote. Le calcul d'une zone atteignable, ou de plusieurs zones 1, 2, 3 atteignables avec un niveau énergétique restant associé, permet de mieux assister un conducteur dans le contrôle et la gestion de son autonomie de charge, en lui permettant notamment d'éviter de tomber en panne pour un défaut de réserve de charge. En effet, la principale information délivrée par ces zones est le niveau énergétique dont il disposera dans lesdites zones. Un procédé selon l'invention est pleinement efficace s'il est associé à un système de navigation usuel, car les zones peuvent non seulement s'afficher directement sur l'écran 5 dudit système sans avoir recours à un deuxième écran spécifique, mais elles peuvent également se superposer sur le réseau routier indiqué par ledit système de navigation, les rendant plus concrètes et donc plus utiles audit conducteur.25

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de détermination d'au moins une zone atteignable (1, 2, 3) par un véhicule, ledit procédé mettant en oeuvre un calculateur et un écran (5), et prenant en compte le réseau routier (4), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes, - une étape d'affectation d'une première direction de déplacement fictive du véhicule, - une étape de déplacement virtuel dudit véhicule dans le réseau routier (4) indiqué, de manière à ce qu'il sorte de chaque carrefour en empruntant la voie correspondant à la première direction de déplacement qui lui a été initialement attribuée, - une étape de détermination par le calculateur de la consommation d'énergie le long de ce premier trajet virtuel, et arrêt fictif du véhicule lorsque sa réserve énergétique initiale atteint une valeur seuil, la localisation du véhicule arrêté correspondant à un premier point délimitant la zone atteignable (1, 2, 3), - une étape de réitération de l'opération précédente pour plusieurs directions de déplacement fictives différentes, - une étape de liaison des points ainsi obtenus pour faire apparaitre sur l'écran (5) au moins une zone atteignable (1, 2, 3).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de détermination de la consommation d'énergie par le calculateur s'effectue à partir d'un modèle mathématique reliant ladite consommation à la vitesse du véhicule, ladite vitesse étant dictée par la qualité de la voie empruntée.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le nombre de directions virtuelles traitées par le calculateur lors de l'étape de réitération, est un multiple de quatre, lesdites directions étant liées aux quatre points cardinaux.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'affichage permettant de visualiser le réseau routier (4) ainsi que chaque zone atteignable (1 ,2 ,3).
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lors de l'étape d'affichage, chaque zone (1, 2, 3) atteignable figure en surimpression sur le réseau routier (4) visible sur l'écran (5) d'un système de navigation.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'étape d'affichage fait apparaitre la localisation des différentes stations d'approvisionnement énergétique.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de guidage du conducteur vers une station d'approvisionnement énergétique située dans la zone (1, 2, 3) atteignable, si le niveau énergétique est inférieur à une valeur seuil.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que l'étape de détermination d'au moins une zone atteignable permet de déterminer plusieurs zones (1, 2, 3), correspondant chacune à une zone atteignable associée à un niveau énergétique restant.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape de détermination d'au moins une zone atteignable, permet de déterminer une première zone (1) correspondant à un niveau énergétique restant supérieur à 50% de la capacité maximale de la batterie, une deuxième zone (2) intermédiaire située autour de la première zone (1) et correspondant à un niveau énergétique restant compris entre 50% et30%, et une troisième zone (3) placée autour de la deuxième zone intermédiaire (2) et correspondant à un niveau énergétique restant compris entre 30% et 10%.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'étape d'affichage permet de visualiser la première zone (1) en vert, la deuxième zone intermédiaire (2) en jaune et la troisième zone (8) en rouge.