FR3047956A1 - Dispositif de determination de parametres pour un systeme de regulation adaptative de la vitesse d’un vehicule - Google Patents

Abstract

Un dispositif (DD) détermine des paramètres pour un système (SR) de régulation adaptative de la vitesse d'un véhicule (V), et comprend des moyens de calcul (MC) propres à : - déterminer des consignes d'accélération nominale, minimale et maximale en fonction de la vitesse du véhicule (V) à un instant t0 en cours, d'une consigne de vitesse et d'informations d'environnement à t0, - estimer des vitesses futures et des informations d'environnement futures à des instants tj postérieurs à t0, puis - estimer des accélérations futures minimales et maximales qu'aurait le véhicule (V) s'il était dans un mode d'accélération particulier aux instants tj en fonction de la consigne de vitesse, des informations d'environnement à t0, et des estimées précitées, puis - estimer une durée maximale de roulage du véhicule (V) en roue libre en fonction des estimées des accélérations futures minimales et maximales et d'accélération à t0 dans ce mode d'accélération particulier.

Description

DISPOSITIF DE DÉTERMINATION DE PARAMÈTRES POUR UN SYSTÈME DE RÉGULATION ADAPTATIVE DE LA VITESSE D’UN VÉHICULE L’invention concerne les véhicules, éventuellement de type automobile, et plus précisément la régulation de vitesse adaptative au sein de tels véhicules.

Certains véhicules comprennent un système de régulation (ou ACC (« Adaptive Cruise Control »)) chargé de réguler de façon adaptative leur vitesse en fonction de leur environnement à l’instant considéré. Pour ce faire, après avoir été activés ces systèmes de régulation déterminent, en fonction d’une consigne de vitesse et d’informations relatives à l’environnement de leur véhicule à l’instant en cours, une consigne d’accélération « finale » (positive ou négative) qui est propre à réguler la vitesse de façon adaptative, c’est-à-dire tenant compte de l’environnement de leur véhicule à cet instant en cours.

Ces informations d’environnement peuvent être représentatives de la distance séparant le véhicule concerné d’un véhicule amont, ou de la vitesse (éventuellement relative) d’un véhicule amont, ou de l’accélération (éventuellement relative) d’un véhicule amont, ou d’une vitesse réglementaire, ou de la présence d’un virage ou d’un rond-point.

Ainsi, ces systèmes de régulation permettent de réguler la vitesse de leur véhicule et la distance séparant leur véhicule d’un véhicule situé en amont en fonction de l’environnement en cours de leur véhicule.

Parfois, comme décrit dans le document brevet WO 2014009108, le système de régulation peut être également agencé de manière à adjoindre à la consigne d’accélération qu’il a déterminée une demande d’instauration d’une phase de roulage en roue libre ou avec le frein moteur (éventuellement avec une récupération d’énergie lorsque le véhicule comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) de type hybride). Cette demande est alors destinée à optimiser la consommation d’énergie du véhicule. Il est rappelé que les phases de roulage en roue libre ou en frein moteur sont deux exemples de modes d’accélération particuliers dans lesquels peut être placée la chaîne de transmission d’un véhicule.

Un inconvénient de ces derniers systèmes de régulation réside dans le fait que la demande d’instauration de phase de roulage en roue libre ou en frein moteur est réalisée sans savoir combien de temps le véhicule va pouvoir effectivement demeurer dans cette phase de roulage demandée du fait de son environnement. Il en résulte que des phases de roulage en roue libre ou en frein moteur peuvent être instaurées puis presque immédiatement arrêtées, et cela de façon parfois répétitive dans de cours laps de temps, ce qui nuit à l’agrément de conduite. L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.

Elle propose notamment à cet effet un dispositif, destiné à déterminer des paramètres pour un système de régulation adaptative de la vitesse d’un véhicule ayant une chaîne de transmission pouvant être placée dans au moins un mode d’accélération particulier, et comprenant des moyens de calcul propres à déterminer pour ce véhicule des consignes d’accélération nominale, minimale et maximale en fonction de la vitesse de ce véhicule à un instant tO en cours, d’une consigne de vitesse et d’informations relatives à un environnement du véhicule à tO.

Ce dispositif se caractérise par le fait que ses moyens de calcul sont également propres : - à estimer des vitesses futures et des informations d’environnement futures du véhicule à des instants tj postérieurs à tO, puis - à estimer des accélérations futures minimales et maximales qu’aurait le véhicule s’il était dans chaque mode d’accélération particulier aux instants tj en fonction de la consigne de vitesse, des informations d’environnement à tO, des estimées des vitesses futures, des estimées des informations d’environnement futures, et d’accélérations qu’aurait le véhicule s’il était dans chaque mode d’accélération particulier à tO, puis - à estimer des durées maximales de roulage du véhicule dans chaque mode d’accélération particulier en fonction de ces estimées des accélérations futures minimales et maximales et des accélérations qu’aurait le véhicule s’il était dans chaque mode d’accélération particulier à to.

On dispose ainsi de tous les paramètres qui sont véritablement utiles à un système de régulation pour réguler de façon adaptative la vitesse de son véhicule en fonction de l’évolution de son environnement, quelle que soit l’accélération concernée (en roue libre ou en frein moteur (ou en récupération d’énergie de freinage)) et quel que soit le type de régulation concerné.

Le dispositif selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - ses moyens de calcul peuvent être également propres à comparer chaque estimée de l’accélération qu’aurait le véhicule s’il était dans un mode d’accélération particulier à tO aux estimées des accélérations futures minimales et maximales correspondantes afin de déterminer un instant tj pour lequel l’estimée de l’accélération qu’aurait le véhicule s’il était dans un mode d’accélération particulier à tO est supérieure à l’estimée de l’accélération future maximale correspondante à cet instant tj ou inférieure à l’estimée de l’accélération future minimale correspondante à cet instant tj, la différence entre tO et cet instant tj déterminé constituant alors l’estimée de la durée maximale de roulage du véhicule dans ce mode d’accélération particulier ; - ses moyens de calcul peuvent être agencés pour produire pour chaque mode d’accélération particulier un drapeau ayant une valeur représentative du fait que si le véhicule était dans ce mode particulier, et qu’à l’instant tO l’accélération dans ce mode particulier était inférieure à l’accélération maximale à l’instant tO, il existe ou non un instant t’j pour lequel l’accélération dans ce mode particulier deviendrait supérieure à l’estimé de l’accélération future maximale correspondant à ce mode particulier, et si à l’instant tO l’accélération dans ce mode particulier était supérieure à l’accélération minimale à l’instant tO, il existe ou non un instant t’j pour lequel l’accélération dans ce mode particulier deviendrait inférieure à l’estimé de l’accélération future minimale correspondant à ce mode particulier ; - les modes d’accélération particuliers peuvent être choisis parmi (au moins) une accélération en roue libre, une accélération en frein moteur et une accélération en frein récupératif ; - ses moyens de calcul peuvent être également propres à estimer chaque accélération future minimale et chaque accélération future maximale à un instant tj en fonction de l’estimée de l’accélération à tO correspondante, d’une pente d’une portion de voie de circulation empruntée par ledit véhicule (V) à tO et d’une estimée de la pente qu’aura une portion de ladite voie de circulation empruntée par ledit véhicule (V) à cet instant tj ; - ses moyens de calcul peuvent être également propres à effectuer les estimations en fonction en outre d’une vitesse imposée explicitement ou implicitement sur une portion de la voie de circulation qu’empruntera le véhicule à chacun des instants tj ; > ses moyens de calcul peuvent être également propres, en présence d’un autre véhicule placé à tO à une distance relative en amont de leur véhicule et présentant à tO une vitesse relative par rapport à ce dernier véhicule, à effectuer les estimations en fonction en outre d’une vitesse imposée explicitement ou implicitement sur une portion de la voie de circulation qu’empruntera l’autre véhicule à chacun des instants tj ; - ses moyens de calcul peuvent être également propres, en présence d’un autre véhicule placé à tO à une distance relative en amont de leur véhicule et présentant à tO une vitesse relative par rapport à ce dernier véhicule, à estimer des vitesse relative future et distance relative future pour chaque instant tj, ces vitesses relatives futures et distances relatives futures constituant certaines au moins des informations d’environnement futures. L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant un système de régulation comportant un dispositif de détermination du type de celui présenté ci-avant.

Par exemple, le véhicule comprend un calculateur de supervision propre à superviser le fonctionnement de son groupe motopropulseur et comprenant une partie des moyens de calcul du dispositif de détermination, et un calculateur auxiliaire propre à déterminer des informations d’environnement à partir de données acquises par des moyens d’acquisition embarqués et/ou transmises par voie d’ondes par des véhicules voisins et/ou des stations d’informations voisines et comprenant une partie complémentaire des moyens de calcul du dispositif de détermination. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé, sur lequel l’unique figure illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de véhicule à groupe motopropulseur thermique et comportant un exemple de système de régulation comprenant un exemple de réalisation d’un dispositif de détermination selon l’invention. L’invention a notamment pour but de proposer un dispositif de détermination de paramètres DD destiné à déterminer des paramètres pour un système SR chargé de réguler de façon adaptative la vitesse d’un véhicule V comprenant une chaîne de transmission pouvant être placée dans au moins un mode d’accélération particulier.

On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout véhicule ayant une chaîne de transmission comprenant un groupe motopropulseur (ou GMP), éventuellement couplé à une boîte de vitesses BV, et destiné à produire du couple, par exemple pour faire tourner des roues, et des moyens d’acquisition propres à fournir des informations relatives à leur environnement (en particulier dans une partie avant). Par conséquent, l’invention concerne au moins les véhicules terrestres (voitures, motocyclettes, véhicules utilitaires, cars (ou bus), et camions, par exemple).

Il est important de noter que l’invention concerne aussi bien les véhicules à groupe motopropulseur de type exclusivement thermique (et donc ne comprenant qu’au moins un moteur thermique), que les véhicules à groupe motopropulseur de type hybride (et donc comprenant au moins un moteur thermique et au moins une machine motrice non thermique), et les véhicules à groupe motopropulseur à machine(s) motrice(s) non thermique(s).

On a schématiquement représenté sur l’unique figure, à titre illustratif, un véhicule V comprenant une chaîne de transmission comportant un groupe motopropulseur (ou GMP) de type thermique, un calculateur de supervision CS propre à superviser (ou gérer) le fonctionnement du GMP, un embrayage EM, une boîte de vitesses BV, et un système de régulation SR comportant un dispositif de détermination de paramètres DD selon l’invention.

Le GMP thermique comprend notamment un moteur thermique MT, c’est-à-dire consommant du carburant ou des produits chimiques.

Ce moteur thermique MT comprend un vilebrequin (non représenté) qui est solidarisé fixement à un arbre moteur afin d’entraîner ce dernier en rotation.

La boîte de vitesses BV peut être de tout type. Ainsi, il peut s’agir d’une boîte de vitesses manuelle (non pilotée), d’une boîte de vitesses automatique (ou BVA), ou d’une boîte de vitesses manuelle pilotée (BVMP ou DCT (boîte à double embrayage)). Elle comprend au moins un arbre d’entrée (ou primaire) destiné à recevoir le couple produit par le moteur thermique MT via l’embrayage EM, et un arbre de sortie destiné à recevoir ce couple via l’arbre d’entrée afin de le communiquer à un arbre de transmission auquel il est couplé et qui est couplé indirectement aux roues (ici du train avant TV du véhicule V), de préférence via un différentiel avant DV. Par exemple, l’embrayage EM comprend un volant moteur solidarisé fixement à l’arbre moteur et un disque d’embrayage solidarisé fixement à l’arbre d’entrée de la boîte de vitesses BV.

La chaîne de transmission comprend également une machine électrique AD (démarreur ou alterno-démarreur) qui est couplée au moteur thermique MT, éventuellement via une roue libre, notamment pour le lancer lors d’un démarrage. Cette machine électrique AD est également couplée à des moyens de stockage d’énergie MS, qui sont, par exemple, agencés sous la forme d’une batterie, par exemple de type très basse tension (par exemple 12 V, 24 V ou 48V).

Les fonctionnements du moteur thermique MT, de l’embrayage EM et de la machine électrique AD sont, ici, contrôlés par le calculateur de supervision CS.

On notera que lorsque le véhicule comprend une chaîne de transmission à groupe motopropulseur (ou GMP) de type hybride, ce dernier comprend également une machine motrice couplée à des moyens de stockage d’énergie, éventuellement via un onduleur de type DC/DC. On entend ici par « machine motrice >> une machine ou un moteur non thermique destiné(e) à fournir du couple pour déplacer un véhicule, soit seul(e), soit en complément d’un moteur thermique. Par conséquent, il pourra par exemple s’agir d’un moteur électrique, d’une machine hydraulique, d’une machine pneumatique ou d’un volant d’inertie. On notera que cette machine motrice peut ne pas être couplée au moteur thermique MT ou bien peut être continuellement accouplée au moteur thermique MT (et dans ce cas elle forme avec ce dernier (MT) un bloc indécouplable).

De plus, la chaîne de transmission hybride doit également comprendre un moyen de couplage/découplage propre à coupler/découpler la machine motrice à un/d’un arbre de transmission afin de communiquer le couple qu’il produit grâce à l’énergie stockée dans les moyens de stockage associés. Cet arbre de transmission est chargé d’entraîner en rotation les roues (par exemple du train arrière TR du véhicule V), de préférence via un différentiel arrière. Ce moyen de couplage/découplage est par exemple un mécanisme à crabots ou un embrayage ou encore un convertisseur de couple hydraulique.

On notera que la machine motrice non thermique peut être à fonctionnement réversible afin de permettre une récupération de l’énergie de freinage pendant une phase de roulage de type frein moteur. L’énergie de freinage (récupérée par le couple de la machine motrice non thermique) est stockée dans des moyens de stockage d’énergie.

Il est important de noter que les modes d’accélération particuliers dans lesquels peut être placée une chaîne de transmission varient selon le type de cette dernière. Généralement, ces modes d’accélération particuliers peuvent être choisis parmi au moins l’accélération en roue libre, l’accélération en frein moteur et l’accélération en frein récupératif.

Le système de régulation SR (ou ACC (Adaptive Cruise Control)) est chargé de réguler de façon adaptative la vitesse du véhicule V. On notera qu’un tel système de régulation SR peut également et éventuellement permettre de réguler le temps inter-véhicules (ou TIV).

Un tel système de régulation SR effectue sa régulation en fournissant au calculateur de supervision CS à chaque instant t une consigne d’accélération finale caf(t) qui est fonction de paramètres qui sont déterminés ou estimée par un dispositif de détermination (de paramètres) DD selon l’invention. Cette consigne d’accélération finale caf(t) (positive ou négative) est convertie par le calculateur de supervision CS en une demande de couple GMP et/ou une demande de pression du système de freinage destinée(s) à imposer pour que l’accélération effective du véhicule V suive effectivement cette consigne d’accélération finale caf(t).

Comme illustré un dispositif de détermination DD, selon l’invention, comprend principalement des moyens de calcul MC.

Les moyens de calcul MC sont tout d’abord agencés de manière à déterminer pour leur véhicule V, de façon classique et bien connue de l’homme de l’art, des consignes d’accélération nominale can0m(t), minimale amin(t) et maximale amax(t) en fonction (au moins) de la vitesse v(tO) de ce véhicule V à un instant tO en cours, d’une consigne de vitesse cv et d’informations qui sont relatives à un environnement de leur véhicule V à tO.

Les informations relatives à l’environnement du véhicule V à tO sont fournies par un calculateur auxiliaire CA qui est chargé, au moins, d’analyser l’environnement du véhicule V. Ce calculateur auxiliaire CA détermine ces informations d’environnement à partir de données qui sont acquises par des moyens d’acquisition MA embarqués dans le véhicule V et/ou transmises par voie d’ondes au véhicule V par des véhicules voisins (fonction Car2X) et/ou des stations d’informations voisines.

Les moyens d’acquisition MA peuvent, par exemple, comprendre au moins une caméra et/ou au moins un laser de balayage et/ou au moins un radar ou lidar. Ils sont au moins chargés d’analyser l’environnement situé devant le (ou en amont du) véhicule V.

Par exemple, ces informations d’environnement peuvent être représentatives de la distance en cours séparant le véhicule V d’un véhicule situé devant lui (ou en amont) ou derrière lui (ou en aval), ou de la vitesse en cours d’un véhicule situé en amont ou en aval du véhicule V, ou de l’accélération en cours d’un véhicule situé en amont ou en aval du véhicule V, ou de l’état d’activation d’une fonction de signalisation assurée par des blocs optiques d’un véhicule situé en amont ou en aval du véhicule V (et notamment un changement de direction (ou clignotant)), ou d’une vitesse réglementaire, ou de la présence d’un virage ou d’un rond-point ou d’un véhicule en amont.

La consigne de vitesse cv utilisée par les moyens de calcul MC est fournie par le conducteur du véhicule V ou par le calculateur de supervision CS (et dans ce cas elle est déterminée en fonction, notamment, des informations d’environnement dont il dispose).

On notera que lorsque le système de régulation SR effectue une pure régulation de la vitesse du véhicule V, les moyens de calcul MC déterminent la consigne d’accélération nominale can0m(t) en fonction (au moins) de la vitesse v(tO) du véhicule V à tO, de la consigne de vitesse cv, d’une éventuelle vitesse imposée explicitement ou implicitement, et d’une loi (ou cartographie) d’évolution de la consigne d’accélération en fonction de la différence de vitesse entre vc et v(tO).

On entend ici par « vitesse imposée explicitement » une vitesse réglementaire (limitation de vitesse, obligation de s’arrêter (ou stop)), et par « vitesse imposée implicitement » une vitesse résultant de l’environnement (présence d’un virage ou d’un rond-point ou d’un véhicule en amont ou d’un obstacle en amont ou d’une route transversale ou d’une obligation de céder le passage, par exemple).

On notera également que lorsque le système de régulation SR effectue une régulation du temps inter-véhicules, les moyens de calcul MC déterminent la consigne d’accélération nominale can0m(t) en fonction (au moins) de la vitesse v(tO) de ce véhicule V à tO, de la distance relative dr(tO) entre leur véhicule V et un véhicule situé à tO en amont de leur véhicule V, de la vitesse relative vr(tO) entre leur véhicule V et ce véhicule amont à tO, d’une consigne de temps inter-véhicules sélectionnée par le conducteur (typiquement comprise entre une seconde et trois secondes), et de lois, de variation de vitesse en fonction du temps, qui doivent être utilisées respectivement pour calculer les accélérations nominale, minimale et maximale destinées à permettre au véhicule V d’atteindre la vitesse du véhicule amont en respectant la consigne de temps inter-véhicule sélectionnée TIV.

La consigne d’accélération nominale can0m(t) est, par exemple, comprise entre l’accélération minimale amin(t) et l’accélération maximale âmax(t)·

Ces consigne d’accélération nominale can0m(t) et consignes d’accélération minimale amin(t) et maximale amax(t) peuvent être déterminées par un premier sous-module SM1 des moyens de calcul MC. Elles constituent trois des paramètres déterminés par le dispositif de détermination DD.

Pour calculer l’accélération minimale amin(t) le premier sous-module SM1 utilise les mêmes paramètres que ceux utilisés pour déterminer la consigne d’accélération nominale canom(t), à l’exception de la consigne de vitesse cv qui est remplacée par une consigne de vitesse minimale cvmin fonction de cv (par exemple cvmin = 0,97*cv), et de la consigne de temps intervéhicule sélectionnée TIV qui est remplacée par un temps inter-véhicule minimal TIVmin fonction de TIV (par exemple (TIVmin = TIV + 0,5 s). On peut également utiliser une loi de variation de vitesse en fonction du temps qui est différente de celle utilisée pour calculer la consigne d’accélération nominale can0m(t) permettant au véhicule V d’atteindre la vitesse de consigne cv.

Pour calculer l’accélération maximale amax(t) le premier sous-module SM1 utilise les mêmes paramètres que ceux utilisés pour déterminer la consigne d’accélération nominale canom(t), à l’exception de la consigne de temps inter-véhicule sélectionnée TIV qui est remplacée par un temps intervéhicule maximal TIVmax fonction de TIV (par exemple (TIVmax = TIV - 0,5 s). La consigne de vitesse cv est conservée, car si elle était augmentée cela reviendrait à accepter que le véhicule V roule à une vitesse supérieure à la consigne de vitesse sélectionnée par le conducteur, ce qui n’est a priori pas acceptable. On peut également utiliser une loi de variation de vitesse en fonction du temps qui est différente de celle utilisée pour calculer la consigne d’accélération nominale can0m(t) permettant au véhicule V d’atteindre la vitesse de consigne cv, et également différente de celle utilisée pour calculer la consigne d’accélération minimale amin(t).

Les moyens de calcul MC sont également agencés de manière à effectuer des prédictions du futur. Plus précisément, ils sont agencés de manière à (au moins) : - estimer des vitesses futures evf(tj) et des informations d’environnement futures du véhicule à des instants tj postérieurs à tO, puis - estimer des accélérations futures minimales eafimin(tj) et maximales eafimax(tj) qu’aurait leur véhicule V s’il était dans chaque mode d’accélération particulier de sa chaîne de transmission aux instants tj, en fonction de la consigne de vitesse cv, des informations d’environnement à tO, des estimées des vitesses futures, des estimées des informations d’environnement futures, des accélérations eai(tO) qu’aurait leur véhicule V s’il était dans chaque mode d’accélération particulier à tO, puis - estimer des durées maximales de roulage edrimax de leur véhicule V dans chaque mode d’accélération particulier à partir de tO, en fonction de ces estimées des accélérations futures minimales eafimin(tj) et maximales eafimax(tj) qu’aurait leur véhicule V s’il était dans chaque mode d’accélération particulier aux instants tj.

Le nombre d’instants tj est au moins égal à deux. Par exemple, il peut être égal à trois ou quatre, voire plus encore. On notera que ce nombre peut dépendre de l’intervalle de temps séparant des instants tj successifs. Plus cet intervalle de temps est petit, plus le nombre précité est élevé. Par exemple, cet intervalle de temps peut être égal à une seconde (dans ce cas, t1 = tO + 1 s (j = 1 ), t2 = t1 + 1 s (j = 2), t3 = t2 + 1 s (j = 3), et plus généralement tn = tn-1 + 1s(j = n)). L’indice i des accélérations désigne un mode d’accélération particulier. Par exemple, dans le cas d’un GMP n’ayant qu’un moteur thermique et une boîte de vitesses mécanique, l’indice i ne peut prendre qu’une seule valeur égale à un pour le mode d’accélération en frein moteur. Dans le cas d’un GMP n’ayant qu’un moteur thermique et une boîte de vitesses automatisée, l’indice i peut prendre deux valeurs, une première égale à un pour le mode d’accélération en roue libre, et une seconde égale à deux pour le mode d’accélération en frein moteur. Dans le cas d’un GMP hybride avec un moteur électrique couplé en permanence au moteur thermique (le tout étant découplable de la route), l’indice i peut prendre deux valeurs, une première égale à un pour le mode d’accélération en roue libre, et une seconde égale à deux pour le mode d’accélération en frein récupératif maximal. Dans le cas d’un GMP tout électrique ou bien hybride avec un moteur électrique découplable du moteur thermique et de la route, l’indice i ne peut prendre qu’une seule valeur égale à un pour le mode d’accélération en roue libre.

On comprendra que l’on estime la durée maximale de roulage en roue libre edr1max du fait que si elle est trop faible il n’est pas intéressant d’instaurer ce roulage du point de vue de la consommation. Par ailleurs, si à l’instant tO la première ea1 (tO) ou seconde ea2(t0) accélération est supérieure à l’accélération maximale amax(tO) ou inférieure à l’accélération minimale amin(tO), les moyens de calcul MC considèrent que la durée maximale de roulage edr1max correspondante est nulle.

Si par contre, la durée maximale de roulage en roue libre est importante, et qu’un éventuel drapeau (sur lequel on reviendra plus loin) associé au mode de frein moteur indique que dans ce mode de frein moteur l’accélération en frein moteur ne deviendra pas supérieure à l’estimée de l’accélération future dans ce mode de frein moteur, alors il est intéressant d’instaurer ce roulage en roue libre du point de vue de la consommation.

Les estimées de durée maximale de roulage edrimax dans chaque mode d’accélération particulier (i) constituent d’autres paramètres déterminés par le dispositif de détermination DD.

Les estimations de ea1(t0) et ea2(t0) peuvent, par exemple, être déterminées par un deuxième sous-module SM2 qui fait éventuellement partie des moyens de calcul MC. Cette détermination peut, par exemple, se faire en utilisant en entrée le couple en cours fourni par le GMP, la vitesse de rotation des roues du véhicule V, la pression du maître-cylindre (ou PMC) du système de freinage, une estimée de la pente p(tO) de la portion de voie de circulation empruntée par le véhicule V à l’instant tO, le rapport de boîte de vitesses engagé, une estimée de la masse du véhicule V, et des paramètres d’architecture du véhicule V. A titre d’exemple, chaque estimée de la vitesse future evf(tj) peut être déterminée par une formule du type : evf(tj) = v(tO) + (tj - tO)*ea1 (tO) en roue libre, ou evf(tj) = v(tO) + (tj - t0)*ea2(t0) en frein moteur.

De même, en supposant que la vitesse du véhicule amont est constante, l’estimée vr(tj) de la vitesse relative du véhicule V par rapport au véhicule amont à un instant tj peut, par exemple, être déterminée par une formule du type : vr(tj) = vr(tO) + (tj - t0)*ea1 (tO) en roue libre, ou vr(tj) = vr(tO) + (tj - t0)*ea2(t0) en frein moteur.

Egalement de même, en supposant que la vitesse du véhicule amont est constante, l’estimée dr(tj) de la distance relative entre le véhicule V et le véhicule amont à un instant tj peut, par exemple, être déterminée par une formule du type : dr(tj) = dr(tO) + vr(tO)*(tj - tO) + [(tj - t0)2/2]*ea1 (tO) en roue libre, ou dr(tj) = dr(tO) + vr(tO)*(tj - tO) + [(tj - t0)2/2]*ea2(t0) en frein moteur.

Les estimations evf(tj), les informations d’environnement futures aux instants tj et les estimations de edrimax peuvent, par exemple, être déterminées par un troisième sous-module SM3 qui fait partie des moyens de calcul MC.

Les moyens de calcul MC peuvent estimer les accélérations futures minimales eafimin(tj) et maximales eafimax(tj) au moyen du troisième sous-module SM3. Pour ce faire, le troisième sous-module SM3 peut, par exemple, se servir du premier sous-module SM1 qui est chargé de déterminer les accélérations minimale amjn(t) et maximale amax(t), comme expliqué plus haut. Dans ce cas, le troisième sous-module SM3 fournit au premier sous-module SM1 les estimées des vitesses futures evf(tj) et les estimées des informations d’environnement futures aux instants tj en complément de la consigne de vitesse cv et des informations d’environnement à tO qu’il connaît déjà, afin qu’il estime chaque eafimin(tj) et chaque eafimax(tj). On suppose ici que l’estimée de chaque accélération eai(tO) va demeurer constante.

Dans l’exemple illustré non limitativement sur l’unique figure, les premier SM1 et troisième SM3 sous-modules des moyens de calcul MC sont implantés dans le calculateur auxiliaire CA. Cela est avantageux car les informations d’environnement à tO sont déterminées dans ce calculateur auxiliaire CA, et donc cela permet de limiter les échanges de données via un éventuel réseau de communication du véhicule V, éventuellement de type multiplexé. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, ils pourraient être implantés dans un autre calculateur embarqué dans le véhicule V, et éventuellement dédié. Par conséquent, les premier SM1 et troisième SM3 sous-modules des moyens de calcul MC peuvent être réalisés sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software >>), ou bien d’une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware >>) et de modules logiciels.

Egalement dans l’exemple illustré non limitativement sur l’unique figure, le deuxième sous-module SM2 est implanté dans le calculateur de supervision CS. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, il pourrait être implanté dans un autre calculateur embarqué dans le véhicule V, comme par exemple le calculateur du système de freinage ou le calculateur auxiliaire CA, ou bien pourrait lui-même constituer un calculateur. Par conséquent, le deuxième sous-module SM2 peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software >>), ou bien d’une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware >>) et de modules logiciels. A titre d’exemple, l’estimation de la durée maximale de roulage du véhicule V en roue libre edr1max ou en frein moteur edr2max à partir de tO peut se faire comme indiqué ci-dessous.

Dans le cas d’un roulage en roue libre, les moyens de calcul MC peuvent, par exemple, comparer l’estimée de l’accélération à tO ea1 (tO) aux estimées des accélérations futures minimales eaf1 mîn(tj) et maximales eaf1max(tj) afin de déterminer un instant tj pour lequel cette estimée de l’accélération à tO ea1(t0) est (ou devient) supérieure à l’estimée de l’accélération future maximale eaf1max(tj) à cet instant tj ou inférieure à l’estimée de l’accélération future minimale eaf1 min(tj) à cet instant tj. Dans ce cas, la différence entre tO et cet instant tj déterminé constitue l’estimée de la durée maximale de roulage du véhicule V en roue libre edr1max.

Dans le cas d’un roulage en frein moteur les moyens de calcul MC peuvent, par exemple, comparer l’estimée de l’accélération à tO ea2(t0) aux estimées des accélérations futures minimales eaf2min(tj) et maximales eaf2max(tj) afin de déterminer un instant tj pour lequel cette estimée de l’accélération à tO ea2(t0) est (ou devient) supérieure à l’estimée de l’accélération future maximale eaf2max(tj) à cet instant tj. Dans ce cas, la différence entre tO et cet instant tj déterminé constitue l’estimée de la durée maximale de roulage du véhicule en frein moteur edr2max.

De préférence, en parallèle de la détermination de chaque estimée de la durée maximale de roulage du véhicule edr1max, les moyens de calcul MC produisent pour chaque mode d’accélération particulier (i) un drapeau (ou « flag >>) dont la valeur est représentative du fait que si le véhicule V était dans un mode particulier, et qu’à l’instant tO l’accélération dans ce mode particulier était inférieure à l’accélération maximale à tO amax(tO), il existe ou non un instant t’j pour lequel l’accélération dans ce mode particulier deviendrait supérieure à l’estimé de l’accélération future maximale eafimax(t’j) correspondant à ce mode particulier, et si à l’instant tO l’accélération dans ce mode particulier était supérieure à l’accélération minimale à tO amin(tO), il existe ou non un instant t’j pour lequel l’accélération dans ce mode particulier deviendrait inférieure à l’estimé de l’accélération future minimale eafimin(t’j) correspondant à ce mode particulier.

Par exemple, la valeur du drapeau peut être égale à un (1) si l’estimée d’accélération eai(tO) est devenue supérieure à l’estimée de l’accélération future maximale eafimax(t’j), et peut être égale à moins un (-1) ou zéro (0) si l’estimée d’accélération eai(tO) est devenue inférieure à l’estimée de l’accélération future minimale eafimin(t’j).

On notera que si à l’instant tO, l’accélération dans le mode particulier considéré est comprise entre l’accélération minimale amin(t0) et l’accélération maximale amax(t0) à l’instant tO, alors l’instant t’j est égal à l’instant tj. Si par contre l’accélération en frein moteur est à l’instant tO inférieure à l’accélération minimale amin(t0) ou supérieure à l’accélération maximale amax(t0) à l’instant tO, alors le temps tj est nul alors que le temps t’j peut être non nul. Par exemple, si l’accélération dans le mode particulier considéré est inférieure à l’accélération minimale amin(tO), alors il peut exister un temps t’j pour lequel l’accélération dans ce mode particulier considéré peut devenir supérieure à l’estimé d’accélération maximale eafimax(t’j) pour ce mode particulier considéré.

Dans ce qui précède, il est considéré que l’on prédit le futur en faisant l’hypothèse : - que l’accélération en roue libre et l’accélération en frein moteur demeurent constantes dans le futur. En d’autres termes, on néglige la diminution des effets aérodynamiques avec la vitesse, car la vitesse va varier lentement si on fait de la roue libre (du fait que l’on ne prédit pas le futur à trente secondes), et on considère que la pente de la voie de circulation empruntée par le véhicule V ne variera pas à court terme, - qu’il n’y a pas d’effet induit par un rétrogradage ou une montée de rapport suite à une variation de vitesse dans le futur. En d’autres termes, on considère, par exemple, que le surcroît de décélération en frein moteur ne varie pas en présence d’un rétrogradage dans le futur, et - que la dynamique d’un véhicule situé en amont du véhicule V ne varie pas dans le futur.

Cela résulte du fait que les durées maximales de roulage edrimax sont généralement inférieures à dix secondes, et que les pentes des portions de voie de circulation varient globalement lentement.

Mais des estimations plus raffinées peuvent être effectuées.

Ainsi, les moyens de calcul MC, et plus précisément leur troisième sous-module SM3, peu(ven)t être propres à estimer chaque première ou seconde accélération (nominale, minimale ou maximale) à un instant tj en fonction de l’estimée de la première ea1 (tO) ou seconde ea2(t0) accélération à tO, d’une pente p(Xv(tO)) d’une portion de voie de circulation empruntée par leur véhicule V à tO et d’une estimée de la pente ep(Xv(tj)) qu’aura une portion de cette voie de circulation empruntée par leur véhicule V à cet instant tj. La variable Xv désigne ici la position absolue du véhicule V, laquelle peut être fournie, par exemple, par un dispositif d’aide à la navigation embarqué dans le véhicule V, qui utilise éventuellement des informations fournies par une constellation de satellites de positionnement. La variable Xv(tj) s’obtient en intégrant, à partir de Xv(tO), l’estimée de la vitesse future ev(tj).

On notera que les pentes peuvent être déterminées par au moins un capteur embarqué dans le véhicule V ou bien définies par des informations topographiques fournies par le dispositif d’aide à la navigation. Ces informations topographiques peuvent être contenues dans une base de données du dispositif d’aide à la navigation ou peuvent être transmises à ce dernier, par exemple par un réseau de communication par satellites. Par exemple, ce dispositif d’aide à la navigation peut fournir la pente de la portion de voie de circulation à venir via ce que l’homme de l’art appelle l’horizon électronique.

Dans cette option, on peut donc, par exemple, remplacer les estimées ea1 (tO) et ea2(t0) utilisées dans les formules indiquées plus haut par respectivement : ea1 (tj) = ea1 (tO) + g*(p(Xv(tO)) - ep(Xv(tj))) en roue libre, et ea2(tj) = ea2(t0) + g*(p(Xv(tO)) - ep(Xv(tj))) en frein moteur.

En variante ou en complément, les moyens de calcul MC, et plus précisément leur troisième sous-module SM3, peu(ven)t être propres, en présence d’un autre véhicule placé à tO à une distance relative dr(tO) en amont de leur véhicule V et présentant à tO une vitesse relative vr(tO) par rapport à leur véhicule V, à estimer des vitesse relative future vr(tj) et distance relative future dr(tj) pour chaque instant tj. On comprendra que dans ce cas ces vitesses relatives futures vr(tj) et distances relatives futures dr(tj) constituent certaines au moins des informations d’environnement futures des instants tj.

Dans cette option, les moyens de calcul MC, et plus précisément leur troisième sous-module SM3, peu(ven)t, par exemple, estimer la vitesse du véhicule V à l’instant tj ev(tj) (déductible par intégration de ea1 (tj) ou ea2(tj)), la vitesse du véhicule amont à l’instant tj evamont(tj) (fonction des dernières valeurs connues de la vitesse du véhicule amont), la position Xv(tj) du véhicule V à l’instant tj (déductible par intégration de ev(tj)), et la position Xamont(tj) du véhicule amont à l’instant tj (déductible par intégration de evamont(tj). Puis, les moyens de calcul MC peuvent considérer que chaque vitesse relative future vr(tj) est égale à ev(tj) - evamont(tj), et que chaque distance relative future dr(tj) est égale à dr(tO) + Xamont(tj) - Xv(tj)·

En variante ou en complément, les moyens de calcul MC peuvent être propres à effectuer leurs estimations en fonction également d’une vitesse imposée explicitement ou implicitement sur une portion de la voie de circulation qu’empruntera leur véhicule V à chacun des instants tj.

Cette option peut être mise en oeuvre par un quatrième sous-module SM4 des moyens de calcul MC. Pour ce faire, au lieu d’utiliser la consigne de vitesse cv (fournie par le conducteur), ce quatrième sous-module SM4 utilise la vitesse imposée à l’instant tj (qui constitue alors une espèce de consigne de vitesse prédictive), lorsqu’elle est inférieure à la vitesse imposée en cours (à tO). Lorsque la vitesse imposée à l’instant tj est supérieure à la vitesse imposée en cours (à tO), on utilise les sous-modules SM1 et SM3 en remplaçant la vitesse de consigne vc par cette vitesse imposée en cours (à tO) lorsque le véhicule V passe à la position où elle commence à être imposée (pour ne pas faire d’anticipation).

Afin de mettre en œuvre sa fonction, ce quatrième sous-module SM4 utilise d’autres paramètres de calcul des accélérations nominale, minimale et maximale que ceux qui sont utilisés normalement, c’est-à-dire lorsque la consigne de vitesse cv est utilisée. En fait, ces autres paramètres de calcul définissent trois lois, de variation de vitesse en fonction de la distance à l’événement définissant la vitesse imposée, qui doivent être utilisées respectivement pour calculer les accélérations nominale, minimale et maximale destinées à permettre au véhicule V d’atteindre cette vitesse imposée. Par comparaison, lorsque l’on utilise la consigne de vitesse cv, les paramètres de calcul définissent trois lois, de variation de vitesse en fonction du temps, qui doivent être utilisées respectivement pour calculer les accélérations nominale, minimale et maximale destinées à permettre au véhicule V d’atteindre la vitesse de consigne cv.

Dans le cas de la dernière option, les moyens de calcul MC, et plus précisément leur quatrième sous-module SM4, peu(ven)t, par exemple, être propre(s) à effectuer leurs estimations en fonction en outre d’une vitesse imposée explicitement ou implicitement sur une portion de la voie de circulation qu’empruntera l’autre véhicule amont à chacun des instants tj.

Comme illustré, le système de régulation SR comprend un module de décision MD agencé de manière à déterminer une consigne d’accélération finale caf(t) qui est propre à réguler de façon adaptative la vitesse du véhicule V en fonction des paramètres déterminés par le dispositif de détermination DD, et plus précisément au moins de la consigne d’accélération nominale can0m(tO), de l’accélération minimale amîn(tO), de l’accélération maximale cimax(tO), de chaque estimée d’accélération eai(tO), de chaque estimée de durée maximale de roulage en roue libre edrimax et de chaque éventuel drapeau signalant si l’estimée de l’accélération eai(tO) est devenue supérieure à l’estimée de l’accélération future maximale eafimax(tj) ou bien inférieure à l’estimée de l’accélération future minimale eafimin(tj).

Par exemple, le module de décision MD peut comparer l’estimée de la durée maximale de roulage en roue libre edr1max à un seuil choisi. Puis, si edrimax est supérieure à ce seuil choisi, et que le drapeau de frein moteur n’est pas à 1, alors les moyens de décision MD décident de choisir comme consigne d’accélération finale caf(t) l’estimée de l’accélération en roue libre ea1 (tO).

Dans l’exemple illustré non limitativement sur l’unique figure, les moyens de décision MD sont implantés dans le calculateur de supervision CS. Cela est avantageux car ce dernier (CS) est celui qui dispose de la connaissance la plus importante de la chaîne de transmission et donc dispose des données utiles en matière de consommation d’énergie, notamment, ce qui permet de limiter les échanges de données via l’éventuel réseau de communication du véhicule V. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, ils pourraient être implantés dans un autre calculateur embarqué dans le véhicule V, comme par exemple le système de freinage, qui a en général, pour ses propres besoins, une connaissance relative de la chaîne de transmission, ou bien pourraient eux-mêmes constituer un calculateur. Par conséquent, les moyens de décision MD peuvent être réalisés sous la forme de modules logiciels, ou bien d’une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif (DD) de détermination de paramètres pour un système (SR) de régulation adaptative de la vitesse d’un véhicule (V) ayant une chaîne de transmission propre à être placée dans au moins un mode d’accélération particulier, ledit dispositif (DD) comprenant des moyens de calcul (MC) propres à déterminer des consignes d’accélération nominale, minimale et maximale, en fonction d’une vitesse dudit véhicule (V) à un instant tO en cours, d’une consigne de vitesse et d’informations relatives à un environnement dudit véhicule (V) à tO, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul (MC) sont en outre propres à estimer des vitesses futures et des informations d’environnement futures dudit véhicule (V) à des instants tj postérieurs à tO, puis à estimer des accélérations futures minimales et maximales qu’aurait ledit véhicule (V) s’il était dans chaque mode d’accélération particulier auxdits instants tj en fonction de ladite consigne de vitesse, desdites informations d’environnement à tO, desdites estimées des vitesses futures, desdites estimées des informations d’environnement futures, et d’accélérations qu’aurait ledit véhicule (V) s’il était dans chaque mode d’accélération particulier à tO, puis à estimer des durées maximales de roulage dudit véhicule (V) dans chaque mode d’accélération particulier en fonction desdites estimées des accélérations futures minimales et maximales et desdites accélérations qu’aurait ledit véhicule (V) s’il était dans chaque mode d’accélération particulier à tO.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul (MC) sont propres à comparer chaque estimée de l’accélération qu’aurait ledit véhicule (V) s’il était dans un mode d’accélération particulier à tO auxdites estimées des accélérations futures minimales et maximales correspondantes afin de déterminer un instant tj pour lequel ladite estimée de l’accélération qu’aurait le véhicule s’il était dans un mode d’accélération particulier à tO est supérieure à l’estimée de l’accélération future maximale correspondante à cet instant tj ou inférieure à l’estimée de l’accélération future minimale correspondante à cet instant tj, la différence entre tO et cet instant tj déterminé constituant alors ladite estimée de la durée maximale de roulage dudit véhicule (V) dans ce mode d’accélération particulier.
3. 3. Dispositif selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul (MC) sont agencés pour produire pour chaque mode d’accélération particulier un drapeau ayant une valeur représentative du fait que si ledit véhicule (V) était dans ce mode particulier, et qu’à l’instant tO l’accélération dans ce mode particulier était inférieure à ladite accélération maximale à tO, il existe ou non un instant t’j pour lequel l’accélération dans ce mode particulier deviendrait supérieure à ladite estimé de l’accélération future maximale correspondant à ce mode particulier, et si à l’instant tO l’accélération dans ce mode particulier était supérieure à ladite accélération minimale à tO, il existe ou non un instant t’j pour lequel l’accélération dans ce mode particulier deviendrait inférieure à ladite estimé de l’accélération future minimale correspondant à ce mode particulier.
4. 4. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits modes d’accélération particuliers sont choisis dans un groupe comprenant une accélération en roue libre, une accélération en frein moteur et une accélération en frein récupératif.
5. 5. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul (MC) sont propres à estimer chaque accélération future minimale et chaque accélération future maximale à un instant tj en fonction de ladite estimée de l’accélération à tO correspondante, d’une pente d’une portion de voie de circulation empruntée par ledit véhicule (V) à tO et d’une estimée de la pente qu’aura une portion de ladite voie de circulation empruntée par ledit véhicule (V) à cet instant tj.
6. 6. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul (MC) sont propres à effectuer lesdites estimations en fonction en outre d’une vitesse imposée explicitement ou implicitement sur une portion de ladite voie de circulation qu’empruntera ledit véhicule (V) à chacun desdits instants tj.
7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul (MC) sont propres, en présence d’un autre véhicule placé à tO à une distance relative en amont dudit véhicule (V) et présentant à tO une vitesse relative par rapport audit véhicule (V), à effectuer lesdites estimations en fonction en outre d’une vitesse imposée explicitement ou implicitement sur une portion de ladite voie de circulation qu’empruntera ledit autre véhicule à chacun desdits instants tj.
8. 8. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul (MC) sont propres, en présence d’un autre véhicule placé à tO à une distance relative en amont dudit véhicule (V) et présentant à tO une vitesse relative par rapport audit véhicule (V), à estimer des vitesse relative future et distance relative future pour chaque instant tj, ces vitesses relatives futures et distances relatives futures constituant certaines au moins desdites informations d’environnement futures.
9. 9. Véhicule (V) comprenant un groupe motopropulseur et un système de régulation (SR), caractérisé en ce que ledit système de régulation (SR) comprend un dispositif de détermination (DD) selon l’une des revendications précédentes.
10. 10. Véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il comprend un calculateur de supervision (CS) propre à superviser le fonctionnement dudit groupe motopropulseur et comprenant une partie desdits moyens de calcul (MC) du dispositif de détermination (DD), et un calculateur auxiliaire (CA) propre à déterminer des informations d’environnement à partir de données acquises par des moyens d’acquisition embarqués et/ou transmises par voie d’ondes par des véhicules voisins et/ou des stations d’informations voisines et comprenant une partie complémentaire desdits moyens de calcul (MC) du dispositif de détermination (DD).