FR3048218A1 - Architecture electromecanique de vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une architecture électromécanique (1) de véhicule automobile, comportant : - un premier réseau de communication (Re1), - un premier actionneur (Fr1, Vo1) adapté à actionner un organe de conduite autonome du véhicule automobile, - un second actionneur (Fr2, Vo2) adapté à actionner ce même organe de conduite autonome, - un capteur (Ra, Ca) qui est adapté à acquérir des données relatives à l'environnement extérieur au véhicule automobile, et - un calculateur (Cd) qui est adapté à élaborer et transmettre une consigne de pilotage (Co_Cd_Fr, Co_Cd_Vo) audit premier actionneur via ledit premier réseau de communication. Selon l'invention, il est prévu un réseau de communication de secours (Re3), qui est distinct dudit premier réseau de communication, et le capteur est adapté à élaborer et transmettre une consigne de pilotage (Co_Ra_Fr, Co_Ca_Vo) au second actionneur via ledit réseau de communication de secours.

Description

Domaine technique auquel se rapporte l'invention
La présente invention concerne de manière générale les commandes électromécaniques d’un véhicule automobile.
Elle concerne plus particulièrement une architecture électromécanique de véhicule automobile, comportant : - un premier réseau de communication, - des premier et second actionneurs adaptés à actionner un même organe de conduite autonome du véhicule automobile, - un capteur qui est adapté à acquérir des données relatives à l’environnement extérieur au véhicule automobile, et - un calculateur qui est adapté à élaborer une consigne de pilotage du premier actionneur en fonction des données acquises par le capteur, et à transmettre cette consigne de pilotage audit premier actionneur via ledit premier réseau de communication. L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la fabrication de véhicules automobiles autonomes.
Arriere-plan technologique
Un véhicule automobile autonome est un véhicule équipé d’une architecture électromécanique qui lui permet, lorsque l’utilisateur le souhaite, d’évoluer automatiquement dans le trafic, c’est-à-dire sans intervention humaine.
Un tel véhicule comporte à cet effet des actionneurs permettant de commander le moteur, le système de freinage et le système de direction du véhicule. Il comporte également des capteurs permettant de détecter l’environnement du véhicule, et un calculateur adapté à piloter les actionneurs en fonction de l’environnement détecté.
Le danger est alors qu’en cas de défaillance de l’un des composants de cette architecture électromécanique, le véhicule sorte de sa voie ou ne freine pas à temps, au risque de provoquer un accident.
Pour accroître la sécurité du véhicule lorsqu’il évolue en mode autonome, on connaît alors du document US7630807 une architecture électromécanique redondante dans laquelle tous les actionneurs sont prévus en quadruple exemplaires et dans laquelle tous les capteurs sont prévus en double exemplaires. Le réseau de communication utilisé pour connecter les différents composants de ce système est quant à lui à double canal, ce qui lui permet d’accroître la fiabilité de l’ensemble. L’inconvénient majeur d’une telle architecture est qu’elle est très onéreuse et complexe à mettre en œuvre, si bien que son application à toutes les gammes de véhicules automobiles autonomes s’avère difficilement envisageable.
Objet de l’invention
Afin de remédier aux inconvénients précités de l’état de la technique, la présente invention propose une nouvelle architecture électromécanique, plus modulaire et permettant de réduire le nombre de composants nécessaires à la sécurité de la conduite en mode autonome du véhicule automobile.
Plus particulièrement, on propose selon l’invention une architecture électromécanique telle que définie dans l’introduction, dans laquelle il est prévu un réseau de communication de secours, qui est distinct dudit premier réseau de communication, et dans laquelle le capteur est équipé d’un circuit électronique adapté à élaborer une consigne de pilotage du second actionneur en fonction des données qu’il a acquises, et à transmettre cette consigne de pilotage audit second actionneur via ledit réseau de communication de secours (sans passer par le calculateur).
Ainsi, grâce à l’invention, alors même que le calculateur et le capteur ne sont pas dupliqués, quand un quelconque composant de cette architecture électromécanique est défaillant, la conduite en mode autonome du véhicule peut perdurer en toute sécurité.
La réduction du nombre de composants de l’architecture utilisée permet alors de réduire son coût et sa facilité de mise en œuvre. Par conséquent, cette architecture électromécanique peut s’appliquer à toutes les gammes de véhicules automobiles autonomes. D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l’architecture électromécanique conforme à l’invention sont les suivantes : - il est prévu un second réseau de communication, distinct dudit premier réseau de communication et dudit réseau de communication de secours, par lequel le capteur communique avec le calculateur ; - il est prévu deux premiers actionneurs adaptés respectivement à actionner deux organes de conduite autonome distincts, et deux seconds actionneurs adaptés respectivement à actionner lesdits deux organes de conduite autonome ; il est prévu deux capteurs conçus pour assurer des fonctions différentes, qui sont respectivement adaptés à communiquer avec les deux seconds actionneurs, via le réseau de communication de secours ; le calculateur est adapté à élaborer une consigne de pilotage commune pour les premier et second actionneurs, et à transmettre cette consigne de pilotage aux premier et second actionneurs via ledit premier réseau de communication ; - le premier actionneur est adapté à élaborer une consigne de pilotage du second actionneur, et à transmettre cette consigne de pilotage au second actionneur via ledit premier réseau de communication ; - chaque capteur et/ou chaque actionneur et/ou le calculateur est adapté à émettre un signal d’intégrité, relatif à sa capacité à assurer la fonction pour laquelle il a été conçu ; - le capteur est adapté à émettre sur le réseau de communication de secours un premier signal d’intégrité, relatif à sa capacité à assurer la fonction pour laquelle il a été conçu, et le second actionneur est adapté à émettre sur le premier réseau de communication un second signal d’intégrité fonction du premier signal d’intégrité ; - il est prévu deux sources de courant électrique, dont l’une alimente en courant le premier actionneur et dont l’autre alimente en courant le second actionneur ; et - lesdits premier et second actionneurs sont adaptés à actionner les organes de freinage du véhicule automobile et/ou les organes de direction du véhicule automobile.
Description detaillee d’un exemple de réalisation
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d’exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
Sur le dessin annexé, la figure 1 est une vue schématique d’une architecture électromécanique conforme à l’invention.
Classiquement, un véhicule automobile comporte des roues (dont au moins deux roues directrices) et un châssis suspendu qui supporte notamment un groupe motopropulseur, un système de freinage, un système de direction, des éléments de carrosserie et des éléments d’habitacle.
Le groupe motopropulseur pourra comporter, selon les cas, un moteur à combustion interne et/ou un moteur électrique.
Le système de freinage pourra par exemple comporter un circuit hydraulique connecté à des étriers de frein conçus pour mordre des disques de freins solidaires des roues du véhicule.
Le système de direction pourra quant à lui par exemple comporter un système de pignon crémaillère permettant d’orienter les roues directrices du véhicule dans la direction souhaitée.
On considérera ici que le véhicule automobile est du type autonome, c’est-à-dire qu’il dispose d’un mode de conduite dans lequel le suivi de trajectoire et le contrôle de la vitesse du véhicule sont assurés de manière automatique, sans intervention humaine.
Pour assurer ce mode de fonctionnement, le véhicule automobile comporte une architecture électromécanique 1 spécifique, représentée de manière schématique sur la figure 1.
Cette architecture électromécanique 1 comporte au moins un capteur et au moins deux actionneurs électromécaniques redondants (c’est-à-dire deux actionneurs conçus pour assurer une même fonction, typiquement de freinage ou de commande de la direction du véhicule).
Cette architecture électromécanique 1 comporte ici exactement deux capteurs distincts, assurant des fonctions différentes. Ces capteurs sont uniques, en ce sens qu’il n’est pas prévu de les doubler par des capteurs redondants.
Ces deux capteurs sont de préférence chacun alimentés en courant par une batterie principale Bail et par une batterie auxiliaire Bat2, de manière que si l’une de ces batteries d’accumulateurs n’est plus en mesure d’alimenter les capteurs, ces derniers restent alimentés en courant par l’autre batterie d’accumulateurs. L’un de ces capteurs est ici un capteur radar Ra, adapté à déterminer la forme de l’environnement à l’avant du véhicule automobile. Ce capteur radar Ra est qualifié d’« intelligent », en ce sens qu’il embarque un circuit électronique adapté à exploiter les signaux radar afin notamment de détecter la présence d’obstacles sur la trajectoire du véhicule. L’autre de ces capteurs est ici une caméra Ca qui est orientée vers l’avant du véhicule pour acquérir des images de l’environnement situé à l’avant du véhicule. Cette caméra Ca est qualifiée d’« intelligente », en ce sens qu’elle comporte un circuit électronique adapté à exploiter les images acquises afin notamment de détecter la position des marquages de voies peints sur la chaussée empruntée.
On notera qu’en variante, ces capteurs pourraient être d’un type différent (capteur Lidar, capteur Sonar, ... ).
Pour que le véhicule automobile comporte un mode de conduite autonome, l’architecture électromécanique 1 comporte ici cinq actionneurs électromécaniques, dont deux actionneurs sont prévus en double exemplaire (c’est-à-dire de manière redondante), par mesure de sécurité. L’architecture électromécanique 1 comporte ainsi un actionneur principal de freinage Fr1 alimenté par la batterie principale Bat 1, et un actionneur subsidiaire de freinage Fr2 alimenté par la batterie auxiliaire Bat2. Autrement formulé, elle comporte exactement deux actionneurs pour assurer le freinage du véhicule.
Ces deux actionneurs de freinage Fr1, Fr2 sont qualifiés de redondants, en ce sens qu’ils sont prévus pour assurer une même fonction (à savoir ralentir le véhicule automobile) et qu’ils pourraient assurer cette fonction seuls.
Ces deux actionneurs de freinage Fr1, Fr2 pourront être identiques, notamment dans le cas où ils sont toujours prévus pour être utilisés en combinaison. En variante, les deux actionneurs de freinage Fr1, Fr2 pourront être différents, notamment dans le cas où l’actionneur subsidiaire de freinage Fr2 est prévu pour n’être utilisé qu’exceptionnellement, notamment en cas de défaillance de l’actionneur principal de freinage Fr1.
En pratique, ces deux actionneurs de freinage Fr1, Fr2 pourront par exemple être formés par des électrovannes, adaptés à mettre en pression le circuit hydraulique de freinage du véhicule. L’architecture électromécanique 1 comporte par ailleurs un actionneur principal de direction Vo1 alimenté par la batterie principale Bat 1, et un actionneur subsidiaire de direction Vo2 alimenté par la batterie auxiliaire Bat2. Autrement formulé, elle comporte exactement deux actionneurs pour assurer la commande de direction du véhicule.
Ces deux actionneurs de direction Vo1, Vo2 sont qualifiés de redondants, en ce sens qu’ils sont prévus pour assurer une même fonction (à savoir orienter les roues directrices du véhicule automobile dans la direction souhaitée) et qu’ils pourraient chacun assurer cette fonction seul.
Ces deux actionneurs de direction Vo1, Vo2 pourront être identiques, notamment dans le cas où ils sont prévus pour être toujours utilisés en combinaison. En variante, les deux actionneurs de direction Vo1, Vo2 pourront être différents, notamment dans le cas où l’actionneur subsidiaire de direction Vo2 est prévu pour n’être utilisé qu’exceptionnellement, notamment en cas de défaillance de l’actionneur principal de direction Vo1.
En pratique, ces deux actionneurs de direction Vo1, Vo2 pourront par exemple être formés par des moteurs électriques dont les arbres de sortie sont fixés au pignon du système pignon crémaillère susmentionné.
Le cinquième actionneur est un actionneur moteur Mo, prévu pour commander le groupe motopropulseur de manière que ce dernier développe un couple souhaité.
En pratique, il peut par exemple s’agir d’un servomoteur.
Cet actionneur moteur Mo pourra par exemple être alimenté en courant par la batterie principale Bat 1.
Les cinq actionneurs précités sont conçus pour recevoir des consignes de pilotage à exécuter.
Le véhicule automobile comporte pour cela un réseau principal de communication Re1, un réseau auxiliaire de communication Re2, et un calculateur Cd. A titre liminaire, on notera que le réseau principal de communication Re1 et le réseau auxiliaire de communication Re2 pourraient être confondus. Ici, ils sont toutefois prévus pour être distincts.
En pratique, le réseau principal de communication Re1 est du type « bus CAN », tandis que le réseau auxiliaire de communication Re2 est du type « Ethernet ». En variante, il pourrait bien entendu en être autrement (il pourrait s’agir d’un réseau radio, d’un réseau de fibre optique, ...).
Ici, le réseau principal de communication Re1 permet au calculateur Cd de communiquer avec les cinq actionneurs précités.
Le réseau auxiliaire de communication Re2 permet quant à lui au calculateur Cd de communiquer avec la caméra Ca et avec le capteur radar Ra.
On pourrait par ailleurs prévoir que le véhicule comporte d’autres réseaux de communication.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, le véhicule comporte ainsi un réseau secondaire Re4 qui permet au calculateur Cd de communiquer avec d’autres capteurs Au.
Dans ce mode de réalisation, le calculateur Cd est ainsi en mesure de recevoir de ces autres capteurs Au des informations relatives à l’environnement extérieur du véhicule, grâce notamment à des capteurs Lidar et à d’autres caméras équipant le véhicule.
En variante, on pourrait prévoir que le capteur radar Ra et la caméra Ca soient les seuls capteurs avec lesquels le calculateur Cd est adapté à communiquer.
Ce calculateur Cd, généralement appelé unité électronique de commande (ou ECU pour "Electronic Control Unit"), est ici spécifiquement conçu pour conduire le véhicule automobile en mode autonome. En variante, il pourrait s’agir du calculateur principal du véhicule.
Ce calculateur Cd est unique, en ce sens qu’il n’est pas prévu d’autre calculateur redondant pour assurer ce mode de conduite autonome.
Il comprend un processeur et une unité de mémorisation (appelée ci-après mémoire).
Il est de préférence alimenté en courant par une batterie principale Bail et par une batterie auxiliaire Bat2, de manière que si l’une de ces batteries d’accumulateurs n’est plus en mesure de l’alimenter, ce dernier continue d’être alimenté sans interruption par l’autre batterie d’accumulateurs.
En variante, le calculateur Cd ne pourrait être alimenté en courant que par la seule batterie principale Bat1.
La mémoire du calculateur Cd enregistre des données utilisées dans le cadre du procédé décrit ci-dessous.
Elle enregistre 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 décrit ci-après.
Ainsi, le calculateur Cd est notamment adapté à élaborer des consignes de pilotage des cinq actionneurs (Mo, Fr1, Fr2, Vo1, Vo2) précités, en fonction des données D_Ra, D_Ca qui lui auront été transmises par la caméra Ca et par le capteur radar Ra. Il est également adapté à transmettre ces trois consignes de pilotage aux cinq actionneurs via le réseau principal de communication Re1.
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l’invention, par mesure de sécurité, il est prévu un réseau de communication de secours Re3, qui est distinct des réseaux de communication principal Re1, auxiliaire Re2 et secondaire Re4, et il est prévu que le capteur Radar Ra et la caméra Ca soient adaptés à communiquer directement avec les actionneurs subsidiaires Fr2, Vo2 au travers de ce réseau de communication de secours Re3 (sans passer par le calculateur Cd).
Comme cela apparaîtra bien à la lecture de la suite de cet exposé, cette architecture réseau permettra alors de sécuriser le mode de conduite autonome du véhicule automobile, notamment dans le cas où l’un des organes de l’architecture électromécanique 1 présente une quelconque défaillance.
On peut alors maintenant décrire en détail les informations qui sont émises ou lues sur chaque réseau de communication, par chaque organe de l’architecture électromécanique 1.
Les capteurs Ra, Ca, les actionneurs Mo, Fr1, Vo1, Fr2, Vo2 et le calculateur Cd sont tout d’abord chacun adaptés à émettre un signal d’intégrité, relatif à leur capacité à assurer la fonction pour laquelle ils ont été conçus.
Ce signal d’intégrité pourra par exemple se présenter sous la forme d’un signal spécifique, émis à intervalles réguliers. En variante, le signal d’intégrité pourra être formé par la présence d’un signal émis par l’organe considéré, l’absence de tel signal signifiant une défaillance de l’organe.
Ainsi, le capteur radar Ra est adapté à émettre sur le réseau de communication de secours Re3 un signal d’intégrité ln_Ra lorsqu’il fonctionne correctement.
Puisqu’il s’agit d’un capteur intelligent, il est adapté à émettre sur le réseau auxiliaire de communication Re2 des données D_Ra relatives à la présence d’obstacles.
Il est enfin adapté à émettre sur le réseau de communication de secours Re3 une consigne de pilotage Co_Ra_Fr de l’actionneur subsidiaire de freinage Fr2. Comme cela sera expliqué dans la suite de cet exposé, cette consigne de pilotage Co_Ra_Fr pourra être utilisée pour freiner le véhicule automobile, notamment en cas de défaillance du calculateur Cd.
La caméra Ca est quant à elle adaptée à émettre sur le réseau de communication de secours Re3 un signal d’intégrité ln_Ca lorsqu’elle fonctionne correctement.
Puisqu’il s’agit d’un capteur intelligent, elle est adaptée à émettre sur le réseau auxiliaire de communication Re2 des données D_Ca relatives à la position des marquages de voies par rapport au véhicule.
Elle est enfin adaptée à émettre sur le réseau de communication de secours Re3 une consigne de pilotage Co_Ca_Vo de l’actionneur subsidiaire de direction Vo2. Comme cela sera expliqué dans la suite de cet exposé, cette consigne de pilotage Co_Ca_Vo pourra être utilisée pour diriger le véhicule, notamment en cas de défaillance du calculateur Cd.
Le calculateur Cd est adapté à lire sur le réseau auxiliaire de communication Re2 les données D_Ca, D_Ra émises par la caméra Ca et par le capteur radar Ra. Il est également adapté à lire sur le réseau principal de communication Re1 les signaux d’intégrité In émis par les autres composants du système (ci-après référencés ln_Mo, ln_Fr1, ln_Fr2, ln_Vo1, ln_Vo2, ln_Ca/Vo2, ln_Ra/Fr2).
Il est par ailleurs adapté à émettre sur le réseau principal de communication Re1 un signal d’intégrité ln_Cd lorsqu’il fonctionne correctement.
Il est également adapté à émettre sur le réseau principal de communication Re1 des consignes de pilotage Co_Cd_Mo, Co_Cd_Fr,
Co_Cd_Vo pour les cinq actionneurs (Mo, Fr1, Fr2, Vo1, Vo2). L’actionneur moteur Mo est pour sa part adapté à émettre sur le réseau principal de communication Re1 un signal d’intégrité ln_Mo lorsqu’il fonctionne correctement.
Il est conçu pour lire sur ce même réseau principal de communication Re1 le signal d’intégrité ln_Cd du calculateur Cd, ainsi que la consigne de pilotage Co_Cd_Mo qu’il doit exécuter. L’actionneur principal de freinage Fr1 est quant à lui adapté à émettre sur le réseau principal de communication Re1 un signal d’intégrité ln_Fr1 lorsqu’il fonctionne correctement.
Il est conçu pour lire sur ce même réseau principal de communication Re1 le signal d’intégrité ln_Cd du calculateur Cd, le signal d’intégrité ln_Fr2 de l’actionneur subsidiaire de freinage Fr2, ainsi que la consigne de pilotage des freins Co_Cd_Fr émise par le calculateur Cd.
Enfin, cet actionneur principal de freinage Fr1 peut être qualifié d’ « intelligent » en ce sens qu’il comporte un circuit électronique qui lui permet d’élaborer une consigne de pilotage Co_Fr1_Fr2 de l’actionneur subsidiaire de freinage Fr2 en fonction de la consigne de pilotage des freins Co_Cd_Fr émise par le calculateur Cd. Ainsi, cet actionneur principal de freinage Fr1 va être en mesure de freiner le véhicule à lui seul ou avec l’aide de l’actionneur subsidiaire de freinage Fr2. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce sens qu’il va être possible d’utiliser régulièrement l’actionneur subsidiaire de freinage Fr2, par exemple lorsque le véhicule roule à vitesse réduite, de manière à s’assurer que cet actionneur subsidiaire de freinage Fr2 est toujours en état de fonctionner. L’actionneur principal de direction Vo1 est pour sa part adapté à émettre sur le réseau principal de communication Re1 un signal d’intégrité ln_Vo1 lorsqu’il fonctionne correctement. il est conçu pour lire sur ce même réseau principal de communication Re1 le signal d’intégrité ln_Cd du calculateur Cd, le signal d’intégrité ln_Vo2 de l’actionneur subsidiaire de direction Vo2, ainsi que la consigne de pilotage de la direction Co_Cd_Vo émise par le calculateur Cd.
Cet actionneur principal de direction Vo1 peut être qualifié d’ « intelligent » en ce sens qu’il comporte un circuit électronique qui lui permet d’élaborer une consigne de pilotage Co_Vo1_Vo2 de l’actionneur subsidiaire de direction Vo2 en fonction de la consigne de pilotage Co_Cd_Vo émise par le calculateur Cd. Ainsi, cet actionneur principal de direction Vo1 va être en mesure de diriger le véhicule seul ou avec l’aide de l’actionneur subsidiaire de direction Vo2. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce sens qu’il va être possible d’utiliser régulièrement l’actionneur subsidiaire de direction Vo2, par exemple lorsque le véhicule roule à vitesse réduite, de manière à s’assurer que cet actionneur subsidiaire de direction Vo2 est toujours en état de fonctionner. L’actionneur subsidiaire de freinage Fr2 est pour sa part adapté à émettre sur le réseau principal de communication Re1 un signal d’intégrité ln_Fr2 lorsqu’il fonctionne correctement.
Il est également prévu pour lire le signal d’intégrité ln_Ra du capteur radar sur le réseau de communication de secours Re3 et pour transmettre ce signal d’intégrité ln_Ra sur le réseau principal de communication Re1 sous la même forme ou sous une autre forme (signal noté ln_Ra/Fr2).
Cet actionneur subsidiaire de freinage Fr2 est par ailleurs conçu pour lire sur le réseau principal de communication Re1 le signal d’intégrité ln_Cd du calculateur Cd, le signal d’intégrité ln_Fr1 de l’actionneur principal de freinage Fr1, la consigne de pilotage des freins Co_Cd_Fr émise par le calculateur Cd et la consigne de pilotage Co_Fr1_Fr2 émise par l’actionneur principal de freinage Fr1.
Il est aussi conçu pour lire sur le réseau de communication de secours Re3 la consigne de pilotage Co_Ra_Fr émise par le capteur radar Ra.
Enfin, on notera ici qu’il est conçu pour transmettre sur le réseau de communication de secours Re3 le signal d’intégrité ln_Cd du calculateur Cd, tel qu’il le lit sur le réseau principal de communication Re1 (signal noté ln_Cd/Fr2). Il est aussi conçu pour lire sur ce même réseau le signal d’intégrité ln_Cd du calculateur Cd tel qu’il est lu par l’actionneur subsidiaire de direction Vo2 sur le réseau principal de communication Re1 (signal noté ln_Cd/Vo2). L’actionneur subsidiaire de direction Vo2 est pour sa part adapté à émettre sur le réseau principal de communication Re1 un signal d’intégrité ln_Vo2.
Il est également prévu pour lire le signal d’intégrité ln_Ca de la caméra Ca sur le réseau de communication de secours Re3 et pour transmettre ce signal d’intégrité ln_Ca sur le réseau principal de communication Re1, sous la même forme ou sous une autre forme (signal noté ln_Ca/Vo2). L’actionneur subsidiaire de direction Vo2 est aussi conçu pour lire sur le réseau principal de communication Re1 le signal d’intégrité ln_Cd du calculateur Cd, le signal d’intégrité ln_Vo1 de l’actionneur principal de direction Fr1, la consigne de pilotage de la direction Co_Cd_Vo émise par le calculateur Cd et la consigne de pilotage Co_Vo1_Vo2 émise par l’actionneur principal de direction Vo1.
Il est aussi conçu pour lire sur le réseau de communication de secours Re3 la consigne de pilotage Co_Ca_Vo émise par la caméra Ca.
Enfin, on notera ici qu’il est conçu pour lire sur le réseau de communication de secours Re3 le signal d’intégrité ln_Cd/Fr2 du calculateur Cd tel qu’il est émis par l’actionneur subsidiaire de freinage Fr2 sur le réseau principal de communication Re1. Il est aussi conçu pour transmettre sur le réseau de communication de secours Re3 le signal d’intégrité ln_CdA/o2 du calculateur Cd.
On peut maintenant décrire le fonctionnement de l’architecture électromécanique 1.
Lorsque tous les organes de l’architecture électromécanique 1 fonctionnent correctement, les signaux d’intégrité sont régulièrement émis sur les différents réseaux de communication, si bien que chaque organe perçoit que les autres organes fonctionnent correctement.
Dans ce cas, le calculateur Cd lit sur le réseau auxiliaire de communication Re2 les données D_Ra, D_Ca émises par le capteur radar Ra et par la caméra Ca. Il élabore en fonction de ces données les consignes de pilotage Co_Cd_Mo, Co_Cd_Fr, Co_Cd_Vo des actionneurs, qu’il émet sur le réseau principal de communication Re1. L’actionneur moteur Mo pilote alors le groupe motopropulseur selon la consigne Co_Cd_Mo émise par le calculateur Cd. L’actionneur principal de freinage Fr1 pilote alors les freins selon la consigne Co_Cd_Fr émise par le calculateur Cd. L’actionneur subsidiaire de freinage Fr2 reste quant à lui inactif.
En variante, on pourra prévoir que l’actionneur principal de freinage Fr1 participe seulement au freinage et que l’actionneur subsidiaire de freinage Fr2 fournisse le reste du travail nécessaire pour freiner le véhicule selon la consigne Co_Cd_Fr émise par le calculateur Cd. Dans ce cas, l’actionneur subsidiaire de freinage Fr2 est alors piloté par l’actionneur principal de freinage Fr1 selon la consigne Co_Fr1_Fr2. L’actionneur principal de direction Vo1 pilote quant à lui le moteur d’actionnement de la direction selon la consigne Co_Cd_Vo émise par le calculateur Cd. L’actionneur subsidiaire de direction Vo2 reste quant à lui inactif.
En variante, on pourra prévoir que l’actionneur principal de direction Vo1 participe seulement à la direction et que l’actionneur subsidiaire de direction Vo2 fournisse le reste du travail nécessaire pour diriger le véhicule dans la direction souhaitée, selon la consigne Go_Cd_Vo émise par le calculateur Cd. Dans ce cas, l’actionneur subsidiaire de direction Vo2 est alors piloté par l’actionneur principal de direction Vo1 selon la consigne Co_Vo1_Vo2.
On peut maintenant envisager différents cas, correspondant au dysfonctionnement de chacun des organes de l’architecture électromécanique 1.
Le premier cas de dysfonctionnement envisagé est celui où la caméra Ca (ou respectivement le capteur radar Ra) ne remplit plus sa fonction.
Dans ce cas, les signaux d’intégrité ln_Ca et ln_Ca/Vo2 (respectivement ln_Ra et ln_Ra/fr2) ne sont plus émis sur les réseaux de communication. Lorsque le calculateur Cd détecte cette panne, il continue de piloter les cinq actionneurs mais de manière dégradée.
Dans ce cas, on pourra par exemple prévoir qu’il maintient en mode autonome la conduite du véhicule, grâce aux signaux émis par les autres capteurs Au. En variante, on peut prévoir qu’il commande la décélération du véhicule sur sa trajectoire, en fonction des dernières informations qu’il a pu lire sur le réseau auxiliaire de communication.
Le second cas de dysfonctionnement envisagé est celui où le réseau auxiliaire de communication Re2 présente une anomalie qui est telle que le calculateur Cd ne peut plus y lire aucune donnée.
De la même manière que ci-dessus, le calculateur gère alors les actionneurs de manière dégradée.
Le troisième cas de dysfonctionnement envisagé est celui où l’actionneur moteur Mo n’est plus en mesure de remplir sa fonction.
Dans ce cas, le signal d’intégrité ln_Mo n’est plus émis sur le réseau principal de communication Re1. Lorsque le calculateur Cd détecte cette panne, il commande l’arrêt progressif du véhicule sur sa trajectoire, comme il le ferait si le moteur calait.
Bien entendu, lors de cet arrêt progressif, si un obstacle est détecté par le capteur radar Ra sur la trajectoire du véhicule, le calculateur Cd peut commander l’arrêt brutal du véhicule.
Le quatrième cas de dysfonctionnement envisagé est celui où l’actionneur principal de freinage Fr1 n’est plus en mesure de remplir sa fonction.
Dans ce cas, le signal d’intégrité ln_Fr1 et la consigne de pilotage Co_Fr1_Fr2 ne sont plus émis sur le réseau principal de communication Re1. Dès lors, l’actionneur subsidiaire de freinage Fr2, qui détecte cette perte de signal, exécute à lui seul la consigne de freinage Co_Cd_Fr émise par le calculateur Cd.
Le cinquième cas de dysfonctionnement envisagé est celui où l’actionneur principal de direction Vo1 n’est plus en mesure de remplir sa fonction.
Dans ce cas, le signal d’intégrité ln_Vo1 et la consigne de pilotage
Co_Vo1_Vo2 ne sont plus émis sur le réseau principal de communication Re1. Dès lors, l’actionneur subsidiaire de direction Vo2, qui détecte cette perte de signal, exécute à lui seul la consigne de direction Co_Cd_Vo émise par le calculateur Cd,
Le sixième cas de dysfonctionnement envisagé est celui où l’actionneur subsidiaire de freinage Fr2 (ou respectivement l’actionneur subsidiaire de direction Vo2) n’est plus en mesure de remplir sa fonction.
Dans ce cas, le signal d’intégrité ln_Fr2 (respectivement ln_Vo1) n’est plus émis sur le réseau principal de communication Re1. La conduite du véhicule en mode autonome se poursuit alors sans difficulté. En revanche, le calculateur Cd prend des mesures appropriées pour prévenir une éventuelle autre panne, qui peuvent par exemple consister à demander au conducteur de revenir dans un mode de conduite manuelle.
On notera qu’un dysfonctionnement du réseau de communication de secours Re3 ou de la batterie auxiliaire Bat2 pourra être traité de la même manière.
Le septième cas de dysfonctionnement envisagé est celui où le calculateur Cd n’est plus en mesure de remplir sa fonction.
Dans ce cas, le signal d’intégrité ln_Cd n’est plus émis sur le réseau principal de communication Re1, de sorte que les cinq actionneurs détectent ce dysfonctionnement.
Alors, les actionneurs principaux de freinage Fr1 et de direction Vo1 cessent de fonctionner, et les actionneurs subsidiaires de freinage Fr2 et de direction Vo2 exécutent respectivement les consignes de pilotage Co_Ra_Fr, Co_Ca_Vo issues du capteur radar Ra et de la caméra Ca. L’actionneur subsidiaire de freinage Fr2 permet alors d’arrêter progressivement le véhicule (ou brutalement en cas d’obstacle détecté) tandis que l’actionneur subsidiaire de direction Vo2 permet de maintenir le véhicule dans sa voie (ou d’amener le véhicule vers la voie d’arrêt d’urgence).
On notera qu’un dysfonctionnement du réseau principal de communication Re1 ou de la batterie principale Bat1 pourra être traité de la même manière.
Le huitième cas de dysfonctionnement envisagé est celui où la connexion entre l’actionneur subsidiaire de freinage Fr2 et le réseau principal de communication Re1 ne se fait plus. On considère dans ce cas que l’actionneur subsidiaire de freinage Fr2 reste en revanche en mesure d’assurer sa fonction.
Dans ce cas, l’actionneur principal de freinage Fr1 ne reçoit plus le signal d’intégrité ln_Fr2 de l’actionneur subsidiaire de freinage Fr2, si bien qu’il assure à lui seul la commande du freinage. L’actionneur subsidiaire de freinage Fr2 continue en revanche à recevoir le signal d’intégrité ln_Cd/Vo2 du calculateur Cd, grâce à l’actionneur subsidiaire de direction Vo2. Il peut alors rester passif tant qu’il reçoit ce signal d’intégrité ln_Cd/Vo2. En revanche, en cas de perte de ce signal ln_Cd/Vo2 (ce qui peut signifier que le calculateur Cd ou le réseau principal de communication Re1 ne fonctionne plus), il exécute la consigne de pilotage Co_Ra_Fr émise par le capteur radar Ra.
Ce mode de fonctionnement permet ainsi d’éviter qu’une déconnexion entre l’actionneur subsidiaire de freinage Fr2 et le réseau principal de communication Re1 soit interprétée par l’actionneur subsidiaire de freinage Fr2 comme un dysfonctionnement du calculateur Cd et de l’actionneur principal de freinage Fr1.
Le neuvième cas de dysfonctionnement envisagé est celui où la connexion entre l’actionneur subsidiaire de direction Vo2 et le réseau principal de communication Re1 ne se fait plus. On considère dans ce cas que l’actionneur subsidiaire de direction Vo2 reste en revanche en mesure d’assurer sa fonction.
Dans ce cas, l’actionneur principal de direction Vo1 ne reçoit plus le signal d’intégrité ln_Vo2 de l’actionneur subsidiaire de direction Vo2, si bien qu’il assure à lui seul la commande de la direction. L’actionneur subsidiaire de direction Vo2 continue en revanche à recevoir le signal d’intégrité ln_Cd/Fr2 du calculateur Cd, grâce à l’actionneur subsidiaire de freinage Fr2. Il peut alors rester passif tant qu’il reçoit ce signal d’intégrité ln_Cd/Fr2. En revanche, en cas de perte de ce signal ln_Cd/Fr2 (ce qui peut signifier que le calculateur Cd ou le réseau principal de communication Re1 ne fonctionne plus), il exécute la consigne de pilotage Co_Ca_Vo émise par la caméra Ca.
Ce mode de fonctionnement permet ainsi d’éviter qu’une déconnexion entre l’actionneur subsidiaire de direction Vo2 et le réseau principal de communication Re1 soit interprétée par l’actionneur subsidiaire de direction Vo2 comme un dysfonctionnement du calculateur Cd et de l’actionneur principal de de direction Vo1.
La présente invention n’est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais l’homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit.
En particulier, l’invention pourrait s’appliquer à un véhicule automobile qui ne serait pas équipé d’un mode de conduite autonome, mais uniquement d’un mode de freinage automatique en cas d’obstacle détecté.
Dans cette variante, l’architecture électromécanique pourra ne comporter que deux actionneurs de freinage, ainsi qu’un unique capteur adapté à détecter des obstacles.
En variante, l’invention pourrait s’appliquer à un véhicule automobile qui ne serait pas équipé d’un mode de conduite autonome, mais uniquement d’un mode de suivi automatique de voie de circulation.
Dans cette variante, l’architecture électromécanique pourra ne comporter que deux actionneurs de commande de direction, ainsi qu’un unique capteur adapté à détecter les positions des voies de circulation.
Dans une autre variante de l’invention, on pourrait prévoir de connecter l’actionneur moteur Mo non seulement au réseau principal de communication Re1, mais également au réseau de communication de secours Re3. Dans cette variante, on pourra alors prévoir, par exemple en cas de dysfonctionnement de la connexion entre le réseau principal de communication Re1 et l’actionneur moteur Mo, que ce dernier pilote le groupe motopropulseur à vitesse constante tant qu’aucun obstacle n’est détecté par le capteur radar Ra, jusqu’à ce que la caméra détecte une zone dans laquelle le véhicule automobile peut s’arrêter en toute sécurité.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Architecture électromécanique (1) de véhicule automobile, comportant : - un premier réseau de communication (Re1), - un premier actionneur (Fr1, Vo1) et un second actionneur (Fr2, Vo2), adaptés à actionner un même organe de conduite autonome du véhicule automobile, - un capteur (Ra, Ca) qui est adapté à acquérir des données relatives à l’environnement extérieur au véhicule automobile, et - un calculateur (Cd) qui est adapté à élaborer une consigne de pilotage (Co_Cd_Fr, Co_Cd_Vo) du premier actionneur (Fr1, Vo1) en fonction des données acquises par le capteur (Ra, Ca), et à transmettre cette consigne de pilotage (Co_Cd_Fr, Co_Cd_Vo) audit premier actionneur (Fr1, Vo1) via ledit premier réseau de communication (Re1), caractérisée en ce qu’elle comporte un réseau de communication de secours (Re3), qui est distinct dudit premier réseau de communication (Re1), et en ce que le capteur (Ra, Ca) est équipé d’un circuit électronique adapté à élaborer une consigne de pilotage (Co_Ra_Fr, Co_Ca_Vo) du second actionneur (Fr2, Vo2) en fonction des données qu’il a acquises, et à transmettre cette consigne de pilotage (Co_Ra_Fr, Co_Ca_Vo) audit second actionneur (Fr2, Vo2) via ledit réseau de communication de secours (Re3).
  2. 2. Architecture électromécanique (1) selon la revendication précédente, dans laquelle il est prévu un second réseau de communication (Re2), distinct dudit premier réseau de communication (Re1) et dudit réseau de communication de secours (Re3), par lequel le capteur (Ra, Ca) communique avec le calculateur (Cd).
  3. 3. Architecture électromécanique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle il est prévu deux premiers actionneurs (Fr1, Vo1) adaptés respectivement à actionner deux organes de conduite autonome distincts, et deux seconds actionneurs (Fr2, Vo2) adaptés respectivement à actionner lesdits deux organes de conduite autonome.
  4. 4. Architecture électromécanique (1) selon la revendication précédente, dans laquelle il est prévu deux capteurs (Ca, Ra) conçus pour assurer des fonctions différentes, qui sont respectivement adaptés à communiquer avec les deux seconds actionneurs (Fr2, Vo2) via le réseau de communication de secours (Re3).
  5. 5. Architecture électromécanique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le calculateur (Cd) est adapté à élaborer une consigne de pilotage (Co_Cd_Fr, Co_Cd_Vo) commune pour les premier et second actionneurs (Fr1, Vo1, Fr2, Vo2), et à transmettre cette consigne de pilotage (Co_Cd_Fr, Co_Cd_Vo) aux premier et second actionneurs (Fr1, Vo1, Fr2, Vo2) via ledit premier réseau de communication (Re1).
  6. 6. Architecture électromécanique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le premier actionneur (Fr1, Vo1) est adapté à élaborer une consigne de pilotage (Co_Fr1_Fr2, Co_Vo1_Vo2) du second actionneur (Fr2, Vo2), et à transmettre cette consigne de pilotage (Co_Fr1_Fr2, Co_Vo1_Vo2) au second actionneur (Fr2, Vo2) via ledit premier réseau de communication (Re1).
  7. 7. Architecture électromécanique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle chaque capteur (Ra, Ca) et/ou chaque actionneur (Fr1, Vo1, Fr2, Vo2) et/ou le calculateur (Cd) est adapté à émettre un signal d’intégrité, relatif à sa capacité à assurer la fonction pour laquelle il a été conçu.
  8. 8. Architecture électromécanique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le capteur (Ra, Ca) est adapté à émettre sur le réseau de communication de secours (Re3) un premier signal d’intégrité (ln_Ra, ln_Ca), relatif à sa capacité à assurer la fonction pour laquelle il a été conçu, et le second actionneur (Fr2, Vo2) est adapté à émettre sur le premier réseau de communication (Re1) un second signal d’intégrité (ln_Ra/Fr2, ln_Ca/Vo2) fonction du premier signal d’intégrité (ln_Ra, ln_Ca).
  9. 9. Architecture électromécanique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle il est prévu deux sources de courant électrique (Bat1, Bat2), dont l’une alimente en courant le premier actionneur (Fr1, Vo1) et dont l’autre alimente en courant le second actionneur (Fr2, Vo2).
  10. 10. Architecture électromécanique (1) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle lesdits premier et second actionneurs (Fr1, Fr2, Vo1, Vo2) sont adaptés à actionner les organes de freinage du véhicule automobile et/ou les organes de direction du véhicule automobile.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20050162006A1 (en) * 2003-09-29 2005-07-28 Haldex Brake Products Ab Control network for brake system
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