FR3093489A1 - Dispositif de contrôle de conduite pour véhicule - Google Patents
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Abstract
Dans un dispositif de contrôle de conduite pour un véhicule, une fonction de LKA (LKAS) pour maintenir le parcours dans la propre voie de circulation du véhicule, une fonction de CACC pour effectuer un parcours en convoi par un régulateur de vitesse adaptatif coopératif (CACC) en utilisant la fonction d’ACC avec des informations de conduite des véhicules du convoi, et une fonction de contrôle de pistage pour l’exécution d’un contrôle de braquage de manière à effectuer un parcours de suivi vers le véhicule qui précède sur la base d'informations obtenues par une partie d'estimation de conditions environnantes (11), le dispositif de contrôle de conduite a une fonction pour : notifier un conducteur de l'annulation de la fonction de CACC et du lancement du contrôle de pistage ; basculer sur un parcours de suivi au moyen de la fonction de contrôle de pistage ; et modifier les valeurs seuils de neutralisation.Figure de l’abrégé : figure 4
Description
La présente invention concerne un dispositif de contrôle de conduite pour un véhicule, et plus particulièrement, concerne un système de parcours en convoi utilisant une communication de véhicule à véhicule.
Diverses technologies pour réduire les charges pesant sur les conducteurs et pour une aide à la conduite sûre, par exemple les systèmes de régulateur de vitesse adaptatif (ou ACCS, en anglais « adaptive cruise control systems ») et les systèmes d'assistance au maintien de voie (ou LKAS, en anglais « lane keeping assistance systems »), ont fait l’objet de mises en pratique. En outre, la mise en œuvre concrète et la normalisation internationale du « régulateur de vitesse adaptatif coopératif (CACC, de l’anglais Cooperative Adaptative Cruise Control) » pour effectuer un parcours en convoi par partage d’informations d'accélération/de décélération sur une pluralité de véhicules par communication de véhicule à véhicule sur la base de ces technologies sont encouragées.
Le parcours en convoi au moyen du régulateur de vitesse adaptatif coopératif comprend, en plus d'un parcours de suivi en convoi sans conducteur correspondant à une "traction électronique" qui amène les véhicules sans conducteur suivants à suivre un véhicule de tête ayant un conducteur, un parcours de suivi en convoi avec conducteur(s) qui amène les véhicules avec conducteur suivants à suivre un véhicule de tête ayant un conducteur. Lors du parcours de suivi en convoi avec conducteur(s), les conducteurs des véhicules suivants doivent également effectuer une conduite manuelle lors d’une séparation de voies, d’une fusion de voies ou similaire au niveau d’un échangeur, d’une aire de service ou d’une aire de stationnement (voir par exemple patcit1).
[Littérature Brevet]
Problème technique
Dans un tel parcours de suivi en convoi avec conducteur(s), si une défaillance, par exemple, une défaillance de communication survient pendant le parcours en convoi au moyen du CACC, l'annulation de la conduite par CACC est notifiée et les véhicules sont censés passer de la conduite par CACC au moyen de la communication de véhicule à véhicule à un parcours de suivi de véhicule situé à l’avant (contrôle de pistage de véhicule qui précède) sur la base d’informations issues de capteur prévus sur les véhicules respectifs.
Parce que, pendant le parcours en convoi, les véhicules circulent avec un intervalle de temps inter-véhicules relativement court au moyen du régulateur de vitesse adaptatif coopératif partageant les informations d'accélération/de décélération relatives aux véhicules, si un véhicule fait l’objet d’une neutralisation et bascule sur une conduite manuelle par manœuvre de freinage ou braquage manuel d'un conducteur qui est débordé par la notification de l'occurrence d'une défaillance de communication et d'une annulation de parcours par le CACC, le véhicule peut se rapprocher d'un véhicule qui suit ou peut se rapprocher d'un véhicule dans une voie voisine par sortie de voie.
La présente invention a été réalisée compte tenu de la situation actuelle décrite ci-dessus, et un objectif de celle-ci est d'empêcher une sortie de voie et le rapprochement vers un véhicule qui suit qui serait dû à une intervention par manœuvre inutile pendant le parcours en convoi.
Solution technique
Afin de résoudre les problèmes décrits ci-dessus, la présente invention est un dispositif de contrôle de conduite pour un véhicule, comprenant :
une partie d'estimation de conditions environnantes comprenant une fonction de reconnaissance des environs comprenant une fonction pour reconnaître une voie et un véhicule qui précède et une fonction pour obtenir l’état de déplacement d'un véhicule ;
une partie de génération de trajectoire pour générer une trajectoire cible sur la base d'informations obtenues par la partie d'estimation de conditions environnantes ;
une partie de contrôle de véhicule pour effectuer un contrôle de vitesse et un contrôle de braquage pour amener le véhicule à suivre la trajectoire cible ; et
une partie de communication de véhicule à véhicule pour échanger des informations de conduite parmi les véhicules du convoi, et ayant :
une fonction d’ACC pour effectuer un parcours à vitesse constante à une vitesse cible ou effectuer un parcours de suivi du véhicule qui précède à un intervalle de temps inter-véhicules cible ;
une fonction de LKA pour maintenir un parcours dans la voie du véhicule par contrôle de suivi vers la trajectoire cible ;
une fonction de CACC pour effectuer un parcours en convoi au moyen d’un régulateur de vitesse adaptatif coopératif en utilisant la fonction d’ACC avec les informations de conduite relatives aux véhicules du convoi obtenues au moyen de la partie de communication de véhicule à véhicule ; et
une fonction de contrôle de pistage pour l’exécution d’un contrôle de braquage afin d’effectuer un parcours de suivi vers le véhicule qui précède sur la base des informations obtenues par la partie d'estimation de conditions environnantes lorsqu'il est déterminé que la voie ne peut pas être reconnue pendant le parcours en convoi,
dans lequel le dispositif de contrôle de conduite a une fonction pour : informer un conducteur de l'annulation de la fonction de CACC et du lancement du contrôle de pistage, dans le cas où il est déterminé qu'une défaillance s'est produite dans la communication de véhicule à véhicule ou que la voie ne peut pas être reconnue pendant le parcours en convoi ; basculer sur un parcours de suivi par la fonction de contrôle de pistage ; et modifier les valeurs seuils de neutralisation servant de critère de détermination de l'intervention par manœuvre pour arrêter la fonction de contrôle de pistage sur une valeur supérieure à celle prise pendant le fonctionnement normal.
une partie d'estimation de conditions environnantes comprenant une fonction de reconnaissance des environs comprenant une fonction pour reconnaître une voie et un véhicule qui précède et une fonction pour obtenir l’état de déplacement d'un véhicule ;
une partie de génération de trajectoire pour générer une trajectoire cible sur la base d'informations obtenues par la partie d'estimation de conditions environnantes ;
une partie de contrôle de véhicule pour effectuer un contrôle de vitesse et un contrôle de braquage pour amener le véhicule à suivre la trajectoire cible ; et
une partie de communication de véhicule à véhicule pour échanger des informations de conduite parmi les véhicules du convoi, et ayant :
une fonction d’ACC pour effectuer un parcours à vitesse constante à une vitesse cible ou effectuer un parcours de suivi du véhicule qui précède à un intervalle de temps inter-véhicules cible ;
une fonction de LKA pour maintenir un parcours dans la voie du véhicule par contrôle de suivi vers la trajectoire cible ;
une fonction de CACC pour effectuer un parcours en convoi au moyen d’un régulateur de vitesse adaptatif coopératif en utilisant la fonction d’ACC avec les informations de conduite relatives aux véhicules du convoi obtenues au moyen de la partie de communication de véhicule à véhicule ; et
une fonction de contrôle de pistage pour l’exécution d’un contrôle de braquage afin d’effectuer un parcours de suivi vers le véhicule qui précède sur la base des informations obtenues par la partie d'estimation de conditions environnantes lorsqu'il est déterminé que la voie ne peut pas être reconnue pendant le parcours en convoi,
dans lequel le dispositif de contrôle de conduite a une fonction pour : informer un conducteur de l'annulation de la fonction de CACC et du lancement du contrôle de pistage, dans le cas où il est déterminé qu'une défaillance s'est produite dans la communication de véhicule à véhicule ou que la voie ne peut pas être reconnue pendant le parcours en convoi ; basculer sur un parcours de suivi par la fonction de contrôle de pistage ; et modifier les valeurs seuils de neutralisation servant de critère de détermination de l'intervention par manœuvre pour arrêter la fonction de contrôle de pistage sur une valeur supérieure à celle prise pendant le fonctionnement normal.
Les caractéristiques suivantes peuvent être optionnellement mises en œuvre, séparément ou en combinaison entre elles :
- les valeurs seuils de neutralisation comprennent une valeur seuil de neutralisation de freinage servant de critère de détermination d'une intervention par manœuvre de freinage et/ou d’une valeur seuil de neutralisation de braquage servant de critère de détermination d'intervention par manœuvre de braquage.
- les valeurs seuils de neutralisation servant de critère de détermination de l'intervention par manœuvre pour arrêter la fonction de contrôle de pistage sont configurées pour être rétablies sur les valeurs prises pendant le fonctionnement normal lorsque, après détermination qu'une défaillance s'est produite dans la communication de véhicule à véhicule ou qu’une voie ne peut pas être reconnue pendant le parcours en convoi, elles sont acquittées.
- les valeurs seuils de neutralisation comprennent une valeur seuil de neutralisation de freinage servant de critère de détermination d'une intervention par manœuvre de freinage et/ou d’une valeur seuil de neutralisation de braquage servant de critère de détermination d'intervention par manœuvre de braquage.
- les valeurs seuils de neutralisation servant de critère de détermination de l'intervention par manœuvre pour arrêter la fonction de contrôle de pistage sont configurées pour être rétablies sur les valeurs prises pendant le fonctionnement normal lorsque, après détermination qu'une défaillance s'est produite dans la communication de véhicule à véhicule ou qu’une voie ne peut pas être reconnue pendant le parcours en convoi, elles sont acquittées.
Avantages apportés
Selon le dispositif de contrôle de conduite pour le véhicule selon la présente invention, parce que les valeurs seuils de neutralisation servant de critère de détermination d'intervention par manœuvre sont modifiées pour prendre une valeur supérieure à celle prise pendant le fonctionnement normal lorsqu'il est déterminé qu'une défaillance s'est produite dans le la communication de véhicule à véhicule ou qu’une voie ne peut pas être reconnue pendant le parcours en convoi, si un conducteur qui est débordé par la notification d'annulation de la fonction de CACC et du lancement du contrôle de pistage effectue une intervention par manœuvre excessive, une neutralisation peut être évitée, ce qui permet de basculer sur un contrôle de pistage et peut empêcher une sortie de voie et le rapprochement vers un véhicule qui suit causé par une intervention par manœuvre excessive.
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5
Ci-après, un mode de réalisation de la présente invention est décrit en détail en référence aux dessins.
En Fig. 1, un véhicule 1 équipé d'un système de contrôle de conduite selon la présente invention comprend, en plus de composants communs, tels qu'un moteur et qu’une carrosserie de véhicule, d’une automobile, un capteur externe 21 pour détecter un environnement alentour du véhicule, un capteur interne 22 pour détecter les informations du véhicule, un groupe contrôleur/actionneur pour un contrôle de vitesse et un contrôle de braquage, un contrôleur d’ACC/de CACC 14 pour régulation de vitesse adaptative, un contrôleur de LKA 15 pour un contrôle de support au maintien de voie, un moyen de communication de véhicule à véhicule 16 et un contrôleur de conduite automatisée 10 pour les contrôler et effectuer une régulation de vitesse adaptative coopérative (CACC) pour exécuter un parcours en convoi au moyen d’une pluralité de véhicules, afin d'effectuer, côté véhicule, des reconnaissances, déterminations et manœuvres classiquement effectuées par un conducteur.
Le groupe contrôleur/actionneur pour le contrôle de vitesse et le contrôle de braquage comprend un contrôleur d'EPS 31 (de l’anglais Electric Power Steering, soit en français direction assistée électrique) pour le contrôle du braquage, un contrôleur de moteur 32 pour le contrôle d'accélération/de décélération et un contrôleur d'ESP/ABS 33. Un ESP (marque déposée : Electronic Stability Program, soit Programme de Stabilisation Electronique) comprend un ABS (en anglais Antilock Brake System, soit Système de Freinage Antiblocage) pour former un système de contrôle de la stabilité (système de contrôle de stabilisation du comportement du véhicule).
Le capteur externe 21 est composé d'une pluralité de moyens de détection pour la saisie de marquages de voie sur une route définissant la voie de circulation propre du véhicule et la voie voisine, et de la présence d’autres véhicules, obstacles, personnes et analogues autour du véhicule, ainsi que de la distance relative par rapport à ceux-ci, dans le contrôleur de conduite automatisée 10 sous forme de données d'image ou de données en nuage de points.
Par exemple, comme le montre la figure 2, le véhicule 1 comprend un radar à ondes millimétriques (211) et une caméra (212) formant moyens de détection avant 211 et 212, des LIDAR (de l’anglais Laser Imaging Detection And Ranging, soit détection et localisation par la lumière) formant moyens de détection de direction latérale avant 213 et moyens de détection de direction latérale arrière 214, et une caméra (caméra arrière) formant moyen de détection arrière 215, qui couvrent 360 degrés autour du véhicule, et peuvent détecter les positions et les distances de véhicules, d’obstacles et analogues, et les positions de marquages de voies dans les limites d’une distance prédéterminée dans les sens vers l’avant, vers l’arrière, vers la gauche et la droite du véhicule même.
Le capteur interne 22 est composé d'une pluralité de moyens de détection, tels qu'un capteur de vitesse de véhicule, un capteur de vitesse de lacet et un capteur d'accélération, pour mesurer des quantités physiques représentant l'état de déplacement du véhicule, et leurs valeurs mesurées sont entrées dans le contrôleur de conduite automatisée 10, le contrôleur d’ACC/de CACC 14, le contrôleur de LKA 15 et le contrôleur d'EPS 31 tel qu’illustré sur la figure 3.
Le contrôleur de conduite automatisée 10 comprend une partie d'estimation de conditions environnantes 11, une partie de génération de trajectoire 12 et une partie de contrôle de véhicule 13, et comprend un ordinateur pour exécuter des fonctions telles que décrites ci-dessous, c'est-à-dire une mémoire ROM (de l’anglaisRead- Only Memory, soit mémoire morte) stockant des programmes et des données, une CPU (de l’anglaisCentral Processing Unit, soit unité centrale de traitement) pour effectuer un traitement arithmétique, une RAM (de l’anglaisRandom Access Memory, soit mémoire vive) pour lire les programmes et données et stocker des données dynamiques et des résultats de traitement arithmétique, une interface d'entrée/sortie, et analogues.
La partie d'estimation de conditions environnantes 11 acquiert la position absolue du véhicule lui-même et une forme de la route (courbure et inclinaison de la route) en associant les informations relatives au propre positionnement du véhicule par l’intermédiaire d’un moyen/de moyens de positionnement 24 tel qu'un GPS et des informations de carte 23 et, sur la base de données externes telles que les données d'image et les données en nuage de points obtenues par le capteur externe 21, estime les positions de marquages de voie de la voie de circulation propre du véhicule et de la voie voisine, ainsi que les positions et vitesses d’autres véhicules. De plus, elle acquiert l'état de déplacement du véhicule lui-même à partir de données internes mesurées par le capteur interne 22.
La partie de génération de trajectoire 12 génère une trajectoire cible pour rester dans la voie sur la base de la position du marquage de voie (ligne extérieure) de la propre voie de circulation du véhicule détectée par le capteur externe 21. Elle peut également générer une trajectoire cible pour rester sur la voie sur la base de la propre position du véhicule et de la forme de la route (courbure et inclinaison de la route) estimée par la partie d'estimation de conditions environnantes 11 en plus de la position du marquage de voie (ligne extérieure) de la propre voie de circulation du véhicule détectée par le capteur externe 21.
La partie de contrôle de véhicule 13 calcule une vitesse cible et un angle de braquage cible sur la base de la trajectoire cible générée par la partie de génération de trajectoire 12, transmet une commande de vitesse pour un parcours à vitesse constante ou un parcours avec suivi et maintien de distance inter-véhicules au contrôleur d'ACC/de CACC 14, et transmet une commande d'angle de braquage pour un suivi de trajectoire au contrôleur d'EPS 31 par le biais du contrôleur de LKA 15.
La vitesse du véhicule est également entrée dans le contrôleur d'EPS 31 et dans le contrôleur d'ACC/de CACC 14. Parce qu'un couple de braquage change selon la vitesse du véhicule, le contrôleur d'EPS 31 se réfère à une carte couple de braquage-angle de braquage pour chaque vitesse du véhicule et transmet une commande de couple à un mécanisme de direction 41. Le contrôleur de moteur 32, le contrôleur d'ESP/ABS 33 et le contrôleur d'EPS 31 contrôlent un moteur 42, un frein 43 et le mécanisme de direction 41 et contrôlent ainsi le déplacement du véhicule 1 dans une direction longitudinale et une direction latérale.
(Aperçu du système de CACC)
Ensuite, un aperçu du système de CACC sera détaillé partant de l’hypothèse de l’exécution d’un parcours en convoi dans la même voie de véhicule tout en suivant un véhicule situé à l’avant sur une autoroute.
Le parcours en convoi par CACC peut être exécuté dans un état dans lequel fonctionnent à la fois le régulateur de vitesse adaptatif au moyen du contrôleur d’ACC/de CACC 14 et le contrôle de maintien de voie au moyen du contrôleur de LKA 15, et le moyen de communication de véhicule à véhicule 16 peut transmettre et recevoir des informations relatives à la vitesse et à l'accélération d’un autre véhicule (véhicule de tête).
Le contrôleur de conduite automatisée 10 (partie de génération de trajectoire 12) génère une trajectoire cible au sein d’une seule voie et une vitesse cible pour une conduite sur voie partiellement automatisée sur la base des informations externes (voies, la propre position du véhicule, et positions et vitesses d’autres véhicules circulant dans la propre voie de circulation du véhicule et dans la voie voisine) obtenues par la partie d'estimation de conditions environnantes 11 par le biais du capteur externe 21, des informations internes (vitesse du véhicule, vitesse de lacet et accélération) obtenues par le capteur interne 22, et des informations relatives à la forme de la route.
De plus, le contrôleur de conduite automatisée 10 (partie de contrôle de véhicule 13) estime la vitesse, l’attitude et le décalage latéral du véhicule après Δt secondes à partir d'une relation entre une vitesse de lacet γ et une accélération latérale (d²y/dt²) survenant en raison du déplacement du véhicule au moyen des caractéristiques de déplacement et de position, c'est-à-dire un angle de braquage des roues avant δ survenant lorsqu'un couple de braquage T est appliqué au mécanisme de direction 41 pendant la circulation à une vitesse du véhicule V, donne une commande d'angle de braquage au contrôleur d'EPS 31 via le contrôleur de LKA 15, faisant que le décalage latéral atteint "yt" après Δt secondes, et donne une commande de vitesse au contrôleur d'ACC/de CACC 14, faisant passer la vitesse à "Vt" après Δt secondes.
Bien que le contrôleur d'ACC/de CACC 14, le contrôleur de LKA 15, le contrôleur d'EPS 31, le contrôleur de moteur 32 et le contrôleur d'ESP/ABS 33 fonctionnent indépendamment du braquage automatique, ils sont également utilisables en fonction d’une entrée de commande depuis le contrôleur de conduite automatisée 10.
Le contrôleur d'ESP/ABS 33 qui a reçu une commande de décélération du contrôleur d'ACC/de CACC 14 envoie une commande hydraulique à un actionneur et contrôle la force de freinage du frein 43 de manière à contrôler la vitesse du véhicule. De plus, un contrôleur de moteur 32 qui a reçu du contrôleur d'ACC/de CACC 14 une commande d'accélération/de décélération contrôle une sortie d'actionneur (degré d'ouverture de papillon) pour donner au moteur 42 une commande de couple et contrôle la force d'entraînement pour contrôler la vitesse du véhicule.
La fonction de conduite par ACC et de conduite par CACC fonctionne par une combinaison de matériel et de logiciel, tels que le radar à ondes millimétriques formant moyen de détection avant 211 inclus dans le capteur externe 21, le contrôleur d'ACC/de CACC 14, le contrôleur de moteur 32 et le contrôleur d'ESP/ABS 33.
Autrement dit, en conduite par ACC, dans un cas où il n'y a pas de véhicule situé à l’avant, un parcours à vitesse constante est effectué en définissant une vitesse définie de contrôle de parcours en tant que vitesse cible ; et, dans un cas de rattrapage du véhicule situé à l’avant (dans un cas où une vitesse du véhicule situé à l’avant est égale ou inférieure à la vitesse définie de contrôle de parcours), un parcours de suivi du véhicule situé à l’avant est effectué tout en maintenant une distance inter-véhicules correspondant à un intervalle de temps (durée inter-véhicules = distance inter-véhicules/vitesse du véhicule lui-même) défini en fonction de la vitesse du véhicule situé à l’avant.
D'autre part, pendant la conduite par CACC, les informations de vitesse et d'accélération relatives à un véhicule qui précède (véhicule de tête) sont transmises au contrôleur d’ACC/de CACC 14 par communication de véhicule à véhicule (V2V), la vitesse cible est générée sur la base de celles-ci, une commande d'accélération/de décélération est donnée au contrôleur de moteur et une commande de décélération est donnée au contrôleur d’ESP/ABS, et ainsi un parcours de suivi vers le véhicule situé à l’avant est effectué tout en maintenant une distance inter-véhicules (distance inter-véhicules rapprochée) plus courte que l'intervalle de temps décrit ci-dessus.
La fonction de LKA (LKAS) reconnaît les marquages de voie (ligne extérieure et bordure) de la propre voie de circulation du véhicule via la partie d'estimation de conditions environnantes 11 du contrôleur de conduite automatisée 10 sur la base de données d'image obtenues via le capteur externe 21 (caméras 212 et 215), et exécute un contrôle latéral au moyen du contrôleur de LKA 15 de manière à suivre la trajectoire cible générée sur la base de la propre position du véhicule et de la forme de la route (courbure et inclinaison de la route).
C'est-à-dire que le contrôleur d'EPS 31 qui a reçu la commande d'angle de braquage du contrôleur de LKA 15 se réfère à une carte couple de braquage-angle de braquage-vitesse du véhicule, envoie une commande de couple à un actionneur (moteur EPS), donne un angle de braquage des roues avant ciblé au moyen du mécanisme de direction 41, et exécute un parcours au sein de la même voie.
Le système de CACC permet un parcours en convoi avec une distance inter-véhicules rapprochée en effectuant une régulation de vitesse adaptative coopérative partageant des informations de vitesse et d'accélération relatives à d'autres véhicules (véhicule de tête) effectuant un parcours en convoi par communication de véhicule à véhicule (V2V) sur la base d'un contrôle longitudinal (contrôle de vitesse et régulation de vitesse adaptative) au moyen du contrôleur d’ACC/de CACC 14 et d’un contrôle latéral (contrôle de braquage et contrôle de conduite avec maintien de voie) par le contrôleur de LKA 15 comme décrit ci-dessus.
Par exemple, un intervalle de temps défini en ACC normal est d'environ 1 s au plus court (distance inter-véhicules à une vitesse de 80 km/h : 22 m) alors qu'il existe un cas dans lequel un intervalle de temps lors du parcours en convoi par CACC est de 0,2 sec (distance inter-véhicules à la vitesse du véhicule de 80 km/h : 4 m), et on peut dire qu'il est possible de conduire avec une distance inter-véhicules particulièrement courte. Un tel parcours en convoi avec une distance inter-véhicules aussi rapprochée présente l'avantage de pouvoir empêcher l’insertion d'autres véhicules en plus de réduire la résistance de l'air pour les véhicules suivants.
(Contrôle de Pistage du Véhicule qui Précède)
Le moyen de communication de véhicule à véhicule 16 est rendu redondant en cas de défaillance du système et, par exemple, une contre-mesure de duplication de communication optique/radio à 5,8 GHz est prise. En outre, même si la communication de véhicule à véhicule est interrompue pendant la conduite par CACC, le contrôle de pistage du véhicule qui précède permet à un véhicule d'effectuer un parcours de suivi vers un véhicule qui précède et de continuer le parcours en convoi.
Le contrôle de pistage du véhicule qui précède doit détecter une déviation de la position de circulation (déviation latérale et angle d'inclinaison) avec un véhicule qui précède au moyen du capteur externe 21 afin de poursuivre le parcours en convoi lorsqu'une ligne d'accotement de la route (ligne extérieure) ne peut pas être reconnue en raison de chutes de neige ou similaire ou dans une section où il n'y a pas de ligne d'accotement de la route et effectuer un parcours de suivi vers le véhicule qui précède en contrôlant l'angle de braquage au moyen d’un algorithme similaire au contrôle de maintien de voie.
(Fonction de Neutralisation)
Le système de CACC a une fonction de neutralisation pour basculer sur une conduite manuelle via l'intervention par manœuvre du conducteur pendant la conduite par CACC ou le parcours en convoi par contrôle de pistage du véhicule qui précède. Autrement dit, lorsqu'une demande de décélération par manœuvre de la pédale de frein du conducteur est égale ou supérieure à une valeur seuil ou lorsqu'un couple de braquage au moyen de la direction manuelle 34 par le conducteur est égal ou supérieur aux valeurs seuils de neutralisation, le contrôle par CACC ou de pistage du véhicule qui précède est arrêté, basculant sur la conduite manuelle par le conducteur.
Les valeurs seuil de neutralisation sont définies sur une amplitude de manœuvre du frein (valeur de commande hydraulique d’ESP, vitesse de manœuvre du frein, ou accélération de l’enfoncement du frein ou force exercée sur la pédale) en fonction de laquelle il est déterminé que le conducteur a effectué une manœuvre de décélération avec une intention conformément à des caractéristiques d'accélération/de décélération et à un état de conduite du véhicule, ou une amplitude de manœuvre (couple de braquage et vitesse angulaire de braquage) sur la base de laquelle il est déterminé que le conducteur a effectué un braquage avec un intention de braquage additif ou de braquage soustractif selon les caractéristiques de braquage et l'état de conduite du véhicule.
(Fonction de Prévention de Manœuvre Excessive lors de la Survenue d’une Défaillance)
Lorsqu'un type de défaillance, par exemple, une défaillance de communication se produit pendant un parcours en convoi par CACC, les conducteurs des véhicules sont notifiés de la survenue de la défaillance du système et de l'annulation de la conduite par CACC, et le contrôle de pistage du véhicule qui précède est lancé par une IHM (Interface Humain-Machine), basculant de la conduite par CACC, au moyen de la communication de véhicule à véhicule, à un contrôle de pistage du véhicule qui précède.
Parce que, pendant un parcours en convoi, les véhicules circulent à distance inter-véhicules rapprochée au moyen du régulateur de vitesse adaptatif coopératif, et les véhicules circulent toujours à courte distance inter-véhicules immédiatement après le lancement du contrôle de pistage du véhicule qui précède, si un véhicule est neutralisé par une manœuvre de freinage ou un braquage manuel d'un conducteur qui est débordé par la notification de l'occurrence d'une défaillance de communication et d'une annulation de la conduite par CACC et bascule sur une conduite manuelle, le véhicule peut se rapprocher d'un véhicule qui suit ou se rapprocher d'un véhicule dans une voie voisine à cause d'une sortie de voie.
Le contrôleur de conduite automatisée 10 selon la présente invention a une fonction de prévention de manœuvre excessive qui, lors du basculement sur un contrôle de pistage du véhicule qui précède causé par la survenue d'une défaillance pendant un parcours en convoi par CACC, change une valeur seuil de neutralisation de freinage et une valeur seuil de neutralisation de braquage pour qu’elles prennent une valeur supérieure à celle prise pendant le fonctionnement normal en même temps que la notification d'annulation de la conduite par CACC et que le lancement du contrôle de pistage du véhicule qui précède.
En augmentant la valeur seuil de neutralisation de freinage et la valeur seuil de neutralisation de braquage lors de la survenue de la défaillance, une neutralisation est évitée et le contrôle de pistage du véhicule qui précède se poursuit, et ainsi le rapprochement vers un véhicule qui suit et une sortie de voie peuvent être empêchés même si le conducteur qui est dépassé par la notification de l'annulation de la conduite par CACC effectue une intervention par manœuvre de freinage excessive ou une intervention de braquage et applique une amplitude de manœuvre importante qui conduirait à un rapprochement vers le véhicule qui suit ou à une sortie de voie avant un changement de valeur seuil.
(Valeur Seuil de Neutralisation de Freinage lors du Fonctionnement Normal)
Si une commande hydraulique d’ESP provoquant une décélération par rapport à la vitesse définie par le CACC (vitesse de parcours définie ou vitesse de suivi du véhicule qui précède) ou l’accélération définie par le CACC est donnée par l’enfoncement du frein par le conducteur, une neutralisation de freinage a lieu et la priorité est donnée à la manœuvre de freinage par le conducteur. Une valeur de commande hydraulique d’ESP qui provoque une décélération correspondant, par exemple, à une vitesse de 2 km/h par rapport à la vitesse définie par le CACC ou une valeur de commande hydraulique d’ESP qui provoque une décélération correspondant à 0,2 m/s2par rapport à l'accélération définie par le CACC est définie en tant que valeur seuil Pd.
(Valeur Seuil de Neutralisation de Freinage lors de la Survenue d’une Défaillance)
Une valeur supérieure à la valeur seuil de neutralisation de freinage pendant le fonctionnement normal, de préférence dans la plage allant de 120 % à 250 %, et plus préférablement dans la plage allant de 150 % à 220 % de la valeur seuil de neutralisation de freinage pendant le fonctionnement normal, est sélectionnée. Par exemple, une valeur de commande hydraulique d’ESP qui donne une décélération correspondant à une vitesse de 4 km/h par rapport à la vitesse définie par le CACC ou une valeur de commande hydraulique d’ESP qui provoque une décélération correspondant à 0,4 m/s2par rapport à l'accélération définie par le CACC est définie en tant que valeur seuil Pc.
(Valeur Seuil de Neutralisation de Braquage lors du Fonctionnement Normal)
Une valeur (valeur cible de couple de braquage calculée à partir de la carte vitesse du véhicule-angle de braquage-couple de braquage) obtenue par conversion d’un angle de braquage calculé à partir d'un décalage latéral cible "y't" et de caractéristiques de déplacement du véhicule en un couple de braquage sur la base de la vitesse du véhicule et d'une valeur limite d'accélération latérale (par exemple, 1 m/s2) et de la distance de déplacement latéral cible μ, par exemple, un couple de braquage correspondant à un angle de braquage par lequel un décalage latéral cible devient "y't" (y't = yt +α, par exemple, α= yt/2) après "t" secondes, est définie en tant que valeur seuil de neutralisation de braquage additif T1d.
Dans le cas d’un braquage soustractif, une valeur qui peut être déterminée comme n'étant pas infime (déterminée par l'angle de braquage, la vitesse angulaire de braquage ou similaire) et est appliquée dans le sens d'une réduction du couple de braquage à une valeur (cible de couple de braquage) obtenue par conversion d’un angle de braquage calculé à partir d'une distance de déplacement latérale cible "yt" et des caractéristiques de mouvement du véhicule en un couple de braquage est définie en tant que valeur seuil de neutralisation de braquage soustractif T2d.
(Valeur Seuil de Neutralisation de Braquage lors de la Survenue d’une Défaillance)
Pour une valeur seuil de neutralisation de braquage additif, une valeur (définie en tenant compte de la carte vitesse du véhicule-couple de braquage-angle de braquage et des caractéristiques de déplacement du véhicule), obtenue par addition d’un couple de braquage par lequel la distance de déplacement latéral au moyen du braquage supplémentaire par le conducteur devient une valeur prédéterminée ou plus à une valeur seuil de neutralisation pendant le fonctionnement normal, est définie en tant que valeur seuil de neutralisation de braquage additif T1c. Par exemple, lorsqu'un véhicule d'une largeur de véhicule d’1,7 m effectue une conduite par LKAS sur une autoroute d'une largeur de voie de 3,5 m, si le véhicule circule à l'extrémité gauche de la voie, un décalage latéral cible après r secondes est de 1,75-0,85 = 0,9 m, mais au moment de la survenue de la défaillance, un couple de braquage correspondant à un angle de braquage par lequel un décalage latéral cible au bout de t secondes devient 1,8 m (2x0,9) est défini en tant que valeur seuil de neutralisation de braquage additif T1c. Dans ce cas, si le décalage latéral cible est défini sur 1,8 m, il est possible de maintenir un parcours dans la voie.
Dans le cas du braquage soustractif, uniquement lorsque la largeur d’accotement de la route est importante, un décalage latéral cible provisoire est défini dans une plage dans laquelle les roues avant ne chevauchent pas le marquage de voie (ligne extérieure), et un couple de braquage par lequel un décalage latéral cible après r secondes devient, par exemple, 0,3 m est défini en tant que valeur seuil de neutralisation T2c. En effet, il est possible que la neutralisation soit facilement atteinte si elle est déterminée par un couple de braquage manuel par rapport à une valeur cible de couple de braquage comme pendant le fonctionnement normal.
(Flux de Prévention de Manœuvre Excessive lors de la Survenue d’une Défaillance pendant la Conduite par CACC)
Ci-après, un flux de prévention de manœuvre excessive par changement de valeur seuil de neutralisation lorsqu'une défaillance de communication se produit est décrit en référence à la Fig. 4.
- (1) Conduite par CACC au moyen d’une Communication de Véhicule à Véhicule
Les véhicules qui suivent 62, 63 et 64 en parcours en convoi effectuent un parcours en convoi (conduite par CACC) au moyen du régulateur de vitesse adaptatif coopératif partageant les informations relatives à la vitesse et à l'accélération avec un véhicule de tête 61 par l’intermédiaire d’une communication de véhicule à véhicule V2V dans l'état dans lequel le régulateur de vitesse adaptatif au moyen du contrôleur d’ACC/de CACC 14 et le contrôle de maintien de voie par le contrôleur de LKA 15 sont tous les deux en fonctionnement (étape 100).
- (2) Détermination d’une Défaillance de Communication
Pendant la conduite par CACC, il est constamment surveillé si une défaillance de communication due à une défaillance du moyen de communication lui-même, une défaillance des ondes radio ou similaire se produit par une fonction de détection d'anomalie du moyen de communication de véhicule à véhicule 16 (étape 101).
- (3) Signalement d’une Défaillance de Communication
Pendant la conduite par CACC, s’il est déterminé qu’une défaillance de communication s’est produite, un signalement de défaillance de communication est émis (étape 102).
- (4) Annulation de la Conduite par CACC et Notification de Lancement du Contrôle de Pistage du Véhicule qui Précède
Simultanément, le conducteur est notifié de la survenue d'une défaillance de communication, de l’annulation de la conduite par CACC et du lancement du contrôle de pistage du véhicule qui précède par l'IHM, par exemple, par affichage sur un afficheur tête haute ou sur un tableau d’indicateurs ou par voix.
- (5) Changement de Valeur Seuil de Neutralisation
Simultanément, la valeur seuil de neutralisation de freinage Pd et les valeurs seuils de neutralisation de braquage (braquage additif T1d et braquage soustractif T2d) pendant le fonctionnement normal sont modifiées pour prendre une valeur seuil de neutralisation de freinage Pc (Pc> Pd) au moment de la survenue de la défaillance et des valeurs seuils de neutralisation de braquage (braquage additif T1c et braquage soustractif T2c) au moment de la survenue de la défaillance, respectivement (étape 103).
- (6) Lancement du Contrôle de Pistage du Véhicule qui Précède
Le contrôle de pistage du véhicule qui précède commence, détectant une déviation de la position de circulation (déviation latérale et angle d'inclinaison) avec un véhicule qui précède au moyen du capteur externe 21, et suivant le véhicule qui précède en contrôlant l'angle de braquage au moyen d’un algorithme similaire au contrôle de maintien de voie.
- (7) Détermination de l’Exécution d’une Eventuelle Manœuvre de Freinage et d’un Eventuel Braquage Manuel
Il est déterminé si une manœuvre de freinage est effectuée par le conducteur avec un capteur de position attaché à une pédale de frein et, simultanément, il est déterminé si la direction manuelle 34 est effectuée avec un capteur de couple attaché au contrôleur d’EPS 31 (étape 104).
- (8) Détermination d’une Neutralisation du Freinage
Dans le cas où la manœuvre de freinage par le conducteur est détectée à l'étape 104, la valeur de commande hydraulique d’ESP par enfoncement du frein du conducteur est comparée à la valeur seuil de neutralisation de freinage Pc (étape 105).
i) Si la valeur de commande hydraulique d’ESP P > Pc, il est déterminé que la manœuvre est une neutralisation de freinage et qu’il est mis fin au contrôle de pistage du véhicule qui précède (étape 111), basculant sur une conduite manuelle (étape 112).
ii) Si la valeur de commande hydraulique d’ESP P (est inférieure ou égale à) Pc, la neutralisation n'est pas effectuée et le contrôle de pistage du véhicule qui précède se poursuit.
- (9) Détermination d’une Neutralisation de Braquage
D'autre part, dans le cas où il est déterminé qu’un braquage manuel est effectué à partir d'une valeur de détection du capteur de couple attaché au contrôleur d’EPS 31 à l'étape 104, le couple de braquage est comparé aux valeurs seuils de neutralisation (braquage additif T1c et braquage soustractif T2c) (étape 106).
i) Si le couple de braquage > la valeur seuil de neutralisation de braquage additif T1c ou le couple de braquage > la valeur seuil de neutralisation de braquage soustractif T2c, il est déterminé que la manœuvre est une neutralisation et qu’il est mis fin au contrôle de pistage du véhicule qui précède (étape 111), basculant sur une conduite manuelle (étape 112).
ii) Si le couple de braquage (est inférieur ou égal à) la valeur seuil de neutralisation de braquage additif T1c ou que le couple de braquage (est inférieur ou égal à) la valeur seuil de neutralisation de braquage soustractif T2c, la neutralisation n'est pas exécutée et le contrôle de pistage du véhicule qui précède se poursuit.
- (10) Détermination de Résolution après Défaillance de Communication
Après avoir déterminé qu'une défaillance de communication s'est produite, il est surveillé de manière continue si la défaillance de communication est résolue par la fonction de détection d'anomalie du moyen de communication de véhicule à véhicule 16 (étape 107).
- (11) Annulation du Signalement d’une Défaillance de Communication
Si la défaillance de communication est résolue pendant que le contrôle de pistage du véhicule qui précède se poursuit, le signalement de la défaillance de communication est annulé (étape 108).
- (12) Notification de Fin de Contrôle de Pistage du Véhicule qui précède et de Lancement de Conduite par CACC
Dans le même temps, le conducteur est notifié de la fin du contrôle de pistage du véhicule qui précède et du lancement de la conduite par CACC par l'IHM (Interface Humain-Machine ; affichage dans l'affichage tête haute ou le panneau d’indicateurs ou voix).
- (13) Changement de Valeur Seuil de Neutralisation
Simultanément, la valeur seuil de neutralisation de freinage Pc et les valeurs seuils de neutralisation de braquage (braquage additif T1c et braquage soustractif T2c) sont modifiées pour prendre la valeur seuil de neutralisation de freinage Pd et les valeurs seuils de neutralisation de braquage (braquage additif T1d et braquage soustractif T2d) pendant le fonctionnement normal, respectivement (étape 109).
- (14) Reprise de la conduite par CACC
Il est mis fin au contrôle de pistage du véhicule qui précède et la conduite par CACC reprend (étape 110).
Bien qu’une neutralisation par braquage excessif lors de la survenue d’une défaillance de communication puisse être fondamentalement empêchée par la modification de la valeur seuil de neutralisation comme décrit ci-dessus, si le braquage manuel est égal ou supérieur à la valeur seuil de neutralisation lors de la détermination de neutralisation décrite ci-dessus (étape 106), le contrôle de pistage du véhicule qui précède sera neutralisé par le braquage manuel.
Lorsque la valeur seuil de neutralisation est modifiée au moment de la survenue d’une défaillance de communication (étape 103), en modifiant une valeur limite supérieure du couple de braquage ou de l'angle de braquage (en proportion inverse de la vitesse du véhicule/diminue à mesure que la vitesse du véhicule augmente) définie conformément à la vitesse du véhicule par le contrôleur d'EPS 31 pour prendre une valeur inférieure à celle prise au cours du fonctionnement normal, un braquage excessif peut également être empêché lorsqu'il est neutralisé par le braquage manuel.
Lorsque la valeur seuil de neutralisation est modifiée au moment de la survenue d’une défaillance de communication (étape 103), en changeant un gain de braquage du braquage manuel pour lui donner une valeur faible par l’intermédiaire du contrôleur d'EPS 31, il est également possible de refléter partiellement l’amplitude du braquage sur le couple de braquage lorsqu’il est neutralisé par le braquage manuel.
(Fonctionnement et effets)
Comme détaillé ci-dessus, parce que le dispositif de contrôle de conduite pour le véhicule selon la présente invention est configuré de manière à ce que les valeurs seuils de neutralisation servant de critère de détermination d'intervention par manœuvre pour arrêter le contrôle de pistage du véhicule qui précède sont modifiées pour prendre une valeur supérieure à celle prise pendant le fonctionnement normal lors du basculement sur un contrôle de pistage du véhicule qui précède en raison de la survenue d'une défaillance de communication pendant la conduite par CACC, on peut s’attendre à des effets de prévention de manœuvres excessives dans les cas illustrés ci-dessous.
Par exemple, comme le montre la Fig. 5A, dans le cas où un véhicule de tête 61 et trois véhicules qui suivent 62, 63 et 64 partagent des informations relatives à la conduite (vitesse du véhicule et accélération du véhicule de tête 61) par l’intermédiaire d'une communication de véhicule à véhicule (V2V) et effectuent un parcours en convoi à une distance inter-véhicules rapprochée au moyen du régulateur de vitesse adaptatif coopératif (CACC), lorsqu’une défaillance de communication survient, comme le montre la Fig. 5A, une annulation de la conduite par CACC et un lancement du contrôle de pistage du véhicule qui précède sont notifiés et chaque véhicule qui suit 62 , 63 ou 64 bascule sur un contrôle de pistage du véhicule qui précède Tr pour effectuer un parcours de suivi vers un véhicule qui précède (61, 62, 63) au moyen de leurs informations de capteur.
A ce moment, immédiatement après le basculement sur le contrôle de pistage du véhicule qui précède Tr, parce que chaque véhicule qui suit 62, 63 ou 64 suit toujours le véhicule qui précède à une distance inter-véhicules rapprochée, lorsqu'un conducteur (par exemple, du véhicule qui suit 63) qui est débordé par la notification d'annulation de la conduite par CACC et le lancement du contrôle de pistage du véhicule qui précède effectue une neutralisation par manœuvre de freinage ou manœuvre de braquage, le véhicule peut se rapprocher du véhicule qui suit 64 en raison de la décélération (63') du véhicule, s'écarter de la propre voie de circulation du véhicule due au déplacement latéral (63") du véhicule, ou se rapprocher d'un véhicule qui suit 65 dans une voie voisine.
Cependant, puisque le dispositif de contrôle de conduite pour le véhicule selon la présente invention est configuré de manière à ce que les valeurs seuils de neutralisation servant de critère de détermination d'intervention par manœuvre pour arrêter le contrôle de pistage du véhicule qui précède sont modifiées pour prendre une valeur supérieure à celle prise pendant le fonctionnement normal lors du basculement sur un contrôle de pistage du véhicule qui précède en raison d'une défaillance de communication pendant la conduite par CACC, une neutralisation par intervention du conducteur peut être évitée, ce qui permet de basculer sur un contrôle de pistage du véhicule qui précède sans rapprochement vers les véhicules qui suivent ni sortie de voie.
Bien que le mode de réalisation ait décrit un changement de valeur seuil de neutralisation au moment d’une défaillance de communication, dans le cas du basculement sur un contrôle de pistage du véhicule qui précède lorsque le capteur externe 21 ne peut pas reconnaître une voie, par exemple, quand une ligne d’accotement de la route (ligne extérieure) ne peut pas être reconnue en raison de chutes de neige ou similaires, ou dans une section où il n'y a pas de ligne d'accotement de la route, il est également possible d'éviter une neutralisation causée par une manœuvre excessive en modifiant les valeurs seuils de neutralisation en même temps que la notification du lancement du contrôle de pistage du véhicule qui précède.
Bien que certains modes de réalisation de la présente invention aient été décrits ci-dessus, la présente invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation, divers modifications et changements sont possibles dans la portée de la présente invention.
- 10 Contrôleur de conduite automatisée
- 11 Partie d'estimation de conditions environnantes
- 12 Partie de génération de trajectoire
- 13 Partie de contrôle de véhicule
- 14 Contrôleur d'ACC/de CACC
- 15 Contrôleur de LKA
- 16 Moyen de communication de véhicule à véhicule
- 21 Capteur externe
- 22 Capteur interne
- 31 Contrôleur d'EPS
- 32 Contrôleur de moteur
- 33 Contrôleur d’ESP/ABS
- 34 Direction manuelle (volant)
- 41 Mécanisme de direction
- 42 Moteur
- 43 Frein
- 61 Véhicule de tête
- 62, 63, 64 Véhicule qui suit
- 11 Partie d'estimation de conditions environnantes
- 12 Partie de génération de trajectoire
- 13 Partie de contrôle de véhicule
- 14 Contrôleur d'ACC/de CACC
- 15 Contrôleur de LKA
- 16 Moyen de communication de véhicule à véhicule
- 21 Capteur externe
- 22 Capteur interne
- 31 Contrôleur d'EPS
- 32 Contrôleur de moteur
- 33 Contrôleur d’ESP/ABS
- 34 Direction manuelle (volant)
- 41 Mécanisme de direction
- 42 Moteur
- 43 Frein
- 61 Véhicule de tête
- 62, 63, 64 Véhicule qui suit
À toute fin utile, le document brevet suivant est cité :
- [patcit1] : JP 2015-022423 A.
- [patcit1] : JP 2015-022423 A.
Claims (3)
- Dispositif de contrôle de conduite pour véhicule, comprenant :
une partie d'estimation de conditions environnantes (11) comprenant une fonction de reconnaissance des environs comprenant une fonction pour reconnaître une voie et un véhicule qui précède et une fonction pour obtenir l’état de déplacement d'un véhicule ;
une partie de génération de trajectoire (12) pour générer une trajectoire cible sur la base d'informations obtenues par la partie d'estimation de conditions environnantes (11) ;
une partie de contrôle de véhicule (13) pour effectuer un contrôle de vitesse et un contrôle de braquage pour amener le véhicule à suivre la trajectoire cible ; et
une partie de communication de véhicule à véhicule pour échanger des informations de conduite parmi les véhicules du convoi, et ayant :
une fonction d’ACC pour effectuer un parcours à vitesse constante à une vitesse cible ou effectuer un parcours de suivi du véhicule qui précède à un intervalle de temps inter-véhicules cible ;
une fonction de LKA (LKAS) pour maintenir un parcours dans la voie du véhicule par contrôle de suivi vers la trajectoire cible ;
une fonction de CACC pour effectuer un parcours en convoi au moyen d’un régulateur de vitesse adaptatif coopératif (CACC) en utilisant la fonction d’ACC avec les informations de conduite relatives aux véhicules du convoi obtenues au moyen de la partie de communication de véhicule à véhicule ; et
une fonction de contrôle de pistage pour l’exécution d’un contrôle de braquage afin d’effectuer un parcours de suivi vers le véhicule qui précède sur la base des informations obtenues par la partie d'estimation de conditions environnantes (11) lorsqu'il est déterminé que la voie ne peut pas être reconnue pendant le parcours en convoi,
caractérisé en ce que le dispositif de contrôle de conduite a une fonction pour : informer un conducteur de l'annulation de la fonction de CACC et du lancement du contrôle de pistage, dans le cas où il est déterminé qu'une défaillance s'est produite dans la communication de véhicule à véhicule (V2V) ou que la voie ne peut pas être reconnue pendant le parcours en convoi ; basculer sur un parcours de suivi par la fonction de contrôle de pistage ; et modifier les valeurs seuils de neutralisation servant de critère de détermination de l'intervention par manœuvre pour arrêter la fonction de contrôle de pistage sur une valeur supérieure à celle prise pendant le fonctionnement normal. - Dispositif de contrôle de conduite pour véhicule selon la revendication 1, dans lequel les valeurs seuils de neutralisation comprennent une valeur seuil de neutralisation de freinage servant de critère de détermination d'intervention par manœuvre de freinage et/ou une valeur seuil de neutralisation de braquage servant de critère de détermination d'intervention par manœuvre de braquage.
- Dispositif de contrôle de conduite pour véhicule selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les valeurs seuils de neutralisation servant de critère de détermination de l'intervention par manœuvre pour arrêter la fonction de contrôle de pistage sont configurées pour être rétablies sur les valeurs prises pendant le fonctionnement normal lorsque, après détermination qu'une défaillance s'est produite dans la communication de véhicule à véhicule (V2V) ou qu’une voie ne peut pas être reconnue pendant le parcours en convoi, elles sont acquittées.
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