FR3101312A1 - Appareil d’interface hommemachine pour vehicule - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un appareil d’interface homme-machine (IHM) pour un véhicule (1), comprenant une unité de contrôle du véhicule (10) apte à exécuter des opérations de régulation de vitesse et de contrôle de direction sur la base d’informations obtenues par une partie d’estimation de conditions environnantes (21 à 23), un siège (3) prévu pour être inclinable dans une direction longitudinale du véhicule, un actionneur (30) conçu pour incliner le siège, et une unité de contrôle d’inclinaison du siège (13) conçue pour exécuter les opérations de contrôle suivantes : incliner le siège (3) vers l’avant lorsque l’unité de contrôle du véhicule (10) exécute une opération de contrôle de décélération ou lorsque la probabilité d’exécution d’une opération de contrôle de décélération est reconnue par la partie d’estimation de conditions environnantes (21 à 23), et ramener le siège (3) à une position initiale une fois l’opération de contrôle de décélération exécutée ou une fois que la probabilité a disparu. Figure 1

Description

APPAREIL D’INTERFACE HOMME-MACHINE POUR VEHICULE
La présente invention concerne un appareil d’IHM (Interface homme-machine) pour un véhicule et, plus particulièrement, concerne un appareil d’IHM pour un véhicule équipé d’un système d’assistance à la conduite avancée ou d’un système de conduite autonome.
Dans les véhicules équipés de fonctions d’assistance à la conduite avancée ou de fonctions de conduite autonome dans lesquels des systèmes exécutent certaines ou l’ensemble des fonctions de reconnaissance, détermination et manœuvre exécutées de manière conventionnelle par le conducteur, lorsqu’une opération de contrôle telle qu’un braquage ou une accélération/décélération est exécutée, le conducteur et les passagers peuvent ne pas être capables de comprendre rapidement le but ou l’intention de l’opération de contrôle et peuvent se sentir mal à l’aise ou inquiets.
Le Document brevet 1 divulgue un procédé consistant à déterminer un comportement de conduite qu’un véhicule devrait adopter sur la base d’informations de reconnaissance extérieure comprenant des obstacles et d’autres véhicules sur une voie de circulation et d’informations concernant le véhicule, et à présenter au conducteur des informations concernant les opérations de contrôle du véhicule exécutées à la suite de la détermination et un évènement causal des opérations de contrôle.
Cependant, étant donné que des moyens linguistiques, tels que des textes explicatifs ou des données visuelles affichées abstraites, telles que des icônes, sont employés, le conducteur doit reconnaître et comprendre les expressions d’une IHM (Interface homme-machine), et un problème se présente en ce que cela crée une charge supplémentaire de surveillance d’instruments, alors que la technologie a pour but de réduire la charge pesant sur le conducteur.
Dans les véhicules disponibles dans le commerce, il y a également une IHM visuelle qui affiche des informations telles que la forme de la route s’étendant en avant et les véhicules alentour, reconnus par des capteurs. Toutefois, un tel affichage de données par l’IHM peut imposer au conducteur une forte charge cognitive, comme une espèce de « recherche d’erreurs » par comparaison « des conditions extérieures et routières que le conducteur voit par lui-même» avec « les conditions extérieures et routières reconnues par le système » affichées sur l’IHM.
[Document brevet 1] JP 2015-199439 A
Les intentions de contrôle du véhicule d’un système de conduite autonome ou d’un système d’assistance à la conduite avancée ne sont parfois pas communiquées au conducteur, et celui-ci peut ressentir inutilement de l’anxiété. Par exemple, à l’approche d’une courbe, si une vitesse du véhicule est « une vitesse à laquelle le véhicule peut passer la courbe sans danger », le système maintient une vitesse constante. Cependant, étant donné que le conducteur ne sait pas si le véhicule reconnaît la courbe approchante et contrôle le véhicule correctement, il est probable qu’il ressente de l’anxiété. Le dispositif d’affichage d’IHM existant ne peut pas pallier un tel problème.
La présente invention a été conçue au vu des circonstances concrètes décrites ci-dessus, et un objet est de fournir un appareil d’interface homme-machine (IHM) qui puisse communiquer une intention de contrôle du véhicule d’un système à un conducteur dans un véhicule équipé d’un système d’assistance à la conduite avancée ou d’un système de conduite autonome, sans créer une charge supplémentaire et sans faire appel à des moyens linguistiques ou visuels.
Afin de résoudre les problèmes décrits ci-dessus, la présente invention est un appareil d’interface homme-machine (IHM) pour un véhicule, comprenant :
une partie d'estimation de conditions environnantes comprenant une fonction de reconnaissance des environs pour reconnaître une voie de circulation s’étendant en avant du véhicule et d'autres véhicules et une fonction d’obtention de l'état de déplacement du véhicule ; et
une unité de contrôle du véhicule apte à exécuter des opérations de régulation de la vitesse afin de maintenir une distance intervéhicule cible par rapport à un autre véhicule précédent ou une vitesse cible du véhicule sur la base d’informations obtenues par la partie d’estimation de conditions environnantes,
l’appareil d’IHM comprenant :
un siège prévu pour être inclinable dans une direction longitudinale du véhicule ;
un actionneur conçu pour incliner le siège ; et
une unité de contrôle d’inclinaison du siège conçue pour amener l’actionneur à exécuter des opérations de contrôle : pour incliner le siège vers l’avant lorsque l’unité de contrôle du véhicule exécute une opération de contrôle de décélération ou lorsque la probabilité d’exécution d’une opération de contrôle de décélération est reconnue sur la base d’informations obtenues par la partie d’estimation de conditions environnantes ; et pour ramener le siège à une position initiale une fois l’opération de contrôle de décélération exécutée ou une fois que la probabilité a disparu.
L’invention concerne également un appareil d’interface homme-machine (IHM) pour un véhicule comprenant :
une partie d'estimation de conditions environnantes comprenant une fonction de reconnaissance des environs pour reconnaître une voie de circulation s’étendant en avant du véhicule et d'autres véhicules et une fonction d’obtention de l'état de déplacement du véhicule ; et
une unité de contrôle du véhicule apte à exécuter : des opérations de régulation de la vitesse afin de maintenir une distance intervéhicule cible par rapport à un autre véhicule précédent ou une vitesse cible du véhicule sur la base d’informations obtenues par la partie d’estimation de conditions environnantes ; et des opérations de contrôle de direction afin d’amener le véhicule à suivre une trajectoire cible générée sur la base des informations obtenues par la partie d’estimation de conditions environnantes,
l’appareil d’IHM comprenant :
un siège prévu pour être inclinable dans une direction longitudinale du véhicule ;
un actionneur conçu pour incliner le siège ; et
une unité de contrôle d’inclinaison du siège conçue pour amener l’actionneur à exécuter des opérations de contrôle : pour incliner le siège vers l’avant lorsque l’unité de contrôle du véhicule exécute une opération de contrôle de décélération ou lorsque la probabilité d’exécution d’une opération de contrôle de décélération est reconnue sur la base des informations obtenues par la partie d’estimation de conditions environnantes ; et pour ramener le siège à une position initiale une fois l’opération de contrôle de décélération exécutée ou une fois que la probabilité a disparu.
L’appareil d’interface homme-machine peut également comprendre les caractéristiques suivantes, prises isolément ou en combinaison :
- l’inclinaison vers l’arrière pour ramener le siège à la position initiale est exécutée à une vitesse inférieure à une vitesse pour l’inclinaison du siège vers l’avant ;
- un centre instantané de l’inclinaison est situé au-dessus d’une surface d’assise du siège et devant un dossier du siège ou un appuie-tête ;
- un angle d’inclinaison du siège est inférieur à 2 degrés ;
- les cas dans lesquels la probabilité d’exécution de l’opération de contrôle de décélération est reconnue incluent le cas dans lequel un véhicule situé en avant pénètre dans un intervalle de distance intervéhicule prédéterminé supérieur à la distance intervéhicule cible et il est déterminé qu’une vitesse d’approche relative du véhicule situé en avant est égale ou supérieure à une valeur seuil, et le cas dans lequel il est déterminé qu’une courbure d’une courbe approchante est égale ou supérieure à une valeur seuil ;
- la partie d'estimation de conditions environnantes comprend en outre une fonction de navigation pour guider une trajectoire sur la base des informations de position du véhicule provenant de moyens de positionnement et d’informations cartographiques, et une détermination de la courbure de la courbe approchante est effectuée en référence à une courbure de route fournie sous forme d’informations cartographiques.
Avec l’appareil d’IHM pour un véhicule selon la présente invention, lorsque l’unité de contrôle du véhicule exécute une opération de contrôle de décélération ou lorsque la probabilité d’exécution d’une opération de contrôle de décélération est reconnue, c’est-à-dire lorsqu’il est prédit qu’une opération de contrôle de décélération sera exécutée même si le véhicule est en train d’accélérer ou roule à une vitesse constante, le siège est légèrement incliné vers l’avant de façon à générer un changement de secousse (différenciation d’accélération), qui est plus perceptible pour les humains qu’une accélération, et à faire en sorte que le conducteur ressente un pseudo-début de décélération, et à communiquer ainsi au conducteur une intention du système d’exécuter des opérations de contrôle de conduite adaptées à la situation et, par conséquent, le sentiment de sécurité du conducteur peut être amélioré et, en outre, l’intention du système est directement communiquée par une sensation somatique (haptique) sans faire appel à des moyens linguistiques ou visuels, et sans créer une charge supplémentaire pour le conducteur.
Fig. 1
est une vue de côté schématique illustrant une configuration de base d’un appareil d’IHM ;
Fig. 2
[Fig. 2A] est une vue de côté schématique illustrant un principe de fonctionnement de l’appareil d’IHM ;
[Fig. 2B] est un graphique schématique illustrant une relation entre l’angle d’inclinaison vers l’avant du siège, l’accélération et la secousse ;
Fig. 3
est un schéma fonctionnel illustrant une configuration de système de l’appareil d’IHM ;
Fig. 4
est un schéma fonctionnel illustrant un traitement de contrôle de l’appareil d’IHM ;
Fig. 5
est un graphique schématique illustrant une relation entre l’accélération et la secousse lors de la décélération ;
Fig. 6
est un graphique schématique illustrant une pseudo-décélération durant la conduite à vitesse constante ;
Fig. 7
est un graphique schématique illustrant une pseudo-secousse mettant en évidence un début de décélération ;
Fig. 8
est un graphique illustrant une simulation correspondant à l’exécution d’une décélération en douceur ;
Fig. 9
est un organigramme illustrant une détermination de probabilité d’exécution d’opération de contrôle de décélération ;
Fig. 10
est un graphique schématique illustrant une opération de contrôle de pseudo-décélération correspondant à une décélération réelle.
Ci-après, des modes de réalisation de la présente invention sont décrits en détail en référence aux dessins.
Sur la Figure 1, un véhicule 1 équipé d’un appareil d’IHM selon la présente invention comprend des moyens de détection avant, tels qu’un capteur avant 21 et une caméra avant 23, pour détecter les environs, tels qu’une voie de circulation s’étendant en avant et d’autres véhicules, et une unité de contrôle du véhicule 10 (contrôleur de conduite autonome) pour exécuter des opérations de régulation de vitesse et de contrôle de direction sur la base d’informations de détection de ceux-ci, et l’appareil d’IHM comprend un actionneur 30 pour incliner un siège 3 afin de communiquer directement à un conducteur 2 des informations de contrôle provenant de l’unité de contrôle du véhicule 10 sous forme de sensation corporelle.
Bien qu’il n’y ait pas de limitation particulière, le siège 3 est relié à un plancher 4 de la carrosserie du véhicule au niveau d’une structure de base d’un ensemble formant siège comprenant un mécanisme d’inclinaison et un mécanisme de coulissement avant-arrière et est relié à un plancher 4 de la carrosserie du véhicule de sorte qu’il puisse s’incliner autour d’un axe de direction de largeur du véhicule. Dans l’exemple illustré, l’actionneur 30 est composé de deux actionneurs avant et arrière 31 et 32, mais il peut être composé d’un seul actionneur.
Bien qu’ils soient illustrés de manière schématique sur la Figure 1, chacun des actionneurs comprend une extrémité fixe et une extrémité fonctionnelle qui se déplace linéairement ou tourne par rapport à l’extrémité fixe et, par exemple, l’extrémité fixe est reliée au plancher 4 de la carrosserie du véhicule et l’extrémité fonctionnelle est reliée au siège 3 (structure de base). N’importe quelle forme d’actionneur telle qu’un moteur, un actionneur de type électromagnétique ou un actionneur de type hydraulique, peut être utilisée comme actionneur 30 (31 et 32). En outre, l’entraînement de l’actionneur peut être transmis par le biais d’un mécanisme tel qu’une tringlerie, un levier, un dispositif d’avance par vis, une came, un engrenage à vis sans fin ou un engrenage à crémaillère.
La Figure 2A illustre un principe de fonctionnement selon un mode de réalisation préféré de l’actionneur 30 (31 et 32) et du siège 3. Dans le mode de réalisation, le siège 3 est relié au plancher 4 de la carrosserie du véhicule au niveau de deux emplacements avant et arrière, de manière mobile dans des directions respectivement indiquées par les flèches 31a et 32a.
Par exemple, des parties de liaison (31 et 32) au niveau des deux emplacements avant et arrière sont composées de gorges arquées centrées autour d’un point 30c (axe de direction de largeur du véhicule) formé sur un support (attache) du côté du plancher 4 de la carrosserie du véhicule et de rouleaux (aiguilles) placés sur la structure de base du siège 3 et en prise de manière mobile le long des gorges arquées, et en déplaçant la partie avant du siège 3 vers l’arrière et vers le bas (31a) le long de la gorge arquée et la partie arrière vers l’arrière et légèrement vers le haut (32a) le long de la gorge arquée par le biais de l’actionneur 30, le siège 3 tourne autour du point 30c (axe de direction de largeur du véhicule) à proximité de la tête du conducteur 2 et s’incline vers l’avant.
Lorsque le siège 3 est incliné vers l’avant d’un angle (θ), une accélération A correspondant à une force composante (G sin θ) de l’accélération due à la pesanteur G est générée. Par exemple, en supposant qu’un rayon de rotation allant du point central 30c à chaque point de support (31a ou 32a) lors de l’inclinaison vers l’avant du siège 3 est de 600 mm, le siège 3 peut être incliné d’un degré par une course de 10 mm de l’actionneur 30 (31 et 32) au niveau de chaque point de support.
Lorsque le véhicule décélère, une accélération négative (décélération) dans une direction opposée à la direction de conduite est générée dans la carrosserie du véhicule et, par conséquent, le conducteur 2 qui se déplaçait à la même vitesse que la carrosserie du véhicule génère une accélération vers l’avant par rapport à la carrosserie du véhicule (siège 3). De ce fait, l’accélération vers l’avant (G sin θ) par inclinaison vers l’avant du siège 3, comme décrit ci-dessus, donne au conducteur 2 l’impression que le véhicule a commencé à décélérer. Une telle accélération générée par l’inclinaison vers l’avant du siège 3 est différente de l’accélération de la carrosserie du véhicule, mais simule une décélération de la carrosserie du véhicule, et elle est donc appelée ci-après « pseudo-accélération », et une secousse provoquée par ceci est appelée « pseudo-secousse ».
Comme exemple de référence, la Figure 5 est un graphique illustrant schématiquement des changements de vitesse, d’accélération et de secousse lorsque le véhicule décélère. On suppose, sur le graphique, qu’après avoir roulé à une vitesse constante de 11,5 m/s jusqu’au point des 2 secondes, une accélération dans la direction opposée à la vitesse (décélération) augmente dans l’intervalle de 2 à 4 secondes, puis la décélération commence et, après la décélération à un rythme constant dans l’intervalle de 4 à 6 secondes, la décélération est diminuée dans l’intervalle de 6 à 8 secondes et, après le point des 8 secondes, le véhicule roule à une vitesse constante de 8,7 m/s. Sur le graphique, la secousse atteint immédiatement la valeur maximale dans la direction de décélération au moment du début de la décélération.
La Figure 6 est un graphique illustrant schématiquement des changements de pseudo-vitesse (décélération), pseudo-accélération et pseudo-secousse générés par l’opération d’inclinaison vers l’avant du siège 3 dans l’appareil d’IHM. On suppose, sur le graphique, que le siège 3 est fixe jusqu’au point des 2 secondes, et est incliné vers l’avant d’1 degré durant les 2 secondes de l’intervalle de 2 à 4 secondes et, ensuite, revient à la position initiale durant les 4 secondes de l’intervalle de 4 à 8 secondes. Une telle inclinaison du siège 3 donne au conducteur une pseudo-impression que le véhicule a décéléré dans l’intervalle de 2 à 4 secondes et, ensuite, a accéléré doucement. Bien que les changements de pseudo-vitesse et pseudo-accélération soient légers, étant donné que la pseudo-secousse agit lorsque le siège 3 commence à s’incliner vers l’avant, ceci donne une sensation corporelle semblable à ce que l’on ressent lorsque l’accélérateur est temporairement relâché.
Dans l’appareil d’IHM illustré sur la Figure 2A, un angle d’inclinaison vers l’avant θ qui n’affecte pas la conduite et ne provoque pas de sensation d’incommodité dans la position assise est au plus d’environ 2 degrés, et l’accélération A générée par l’opération d’inclinaison vers l’avant dans cette plage est légère. Toutefois, la secousse, comme différenciation temporelle de l’accélération A, a un effet important sur la subjectivité humaine (sensation kinesthésique et sensation sur le plan de l’équilibre), et est efficace pour une IHM qui communique des informations à des humains car la secousse en fonction de l’angle d’inclinaison vers l’avant du siège est maximale au moment du début de l’inclinaison vers l’avant à partir d’une position initiale du siège 3 comme illustré sur la Figure 2B.
En particulier, dans l’appareil d’IHM illustré sur la Figure 2A, étant donné que le centre 30c de l’opération d’inclinaison vers l’avant du siège 3 est proche de la tête du conducteur 2, lorsque le siège 3 s’incline vers l’avant, la tête (les globes oculaires) du conducteur 2 n’effectue pas de mouvement translationnel, et le mouvement est minimal et consiste principalement en un mouvement rotationnel, mais est perçu comme une accélération angulaire par un réflexe vestibulo-oculaire (RVO) accompagnant ce mouvement rotationnel et un canal semi-circulaire de l’oreille interne, et est davantage efficace.
Comme mécanisme d’inclinaison du siège 3, mis à part le mécanisme de coulissement susmentionné à gorges arquées ou rails arqués, on peut utiliser un quadrilatère articulé dans lequel un centre instantané (30c) d’inclinaison est situé dans une région au-dessus d’une surface d’assise du siège 3 et devant un dossier du siège ou un appuie-tête, ou un mécanisme à tringle articulée coulissante dans lequel l’une des gorges arquées est remplacée par une tringle articulée.
Comme autre mécanisme d’inclinaison encore, on peut employer un actionneur qui supporte à rotation l’une quelconque des parties de liaison avant et arrière (31 et 32) du siège 3 sur un support du côté du plancher 4 de la carrosserie du véhicule au moyen d’une articulation cylindrique ou analogue, et déplace vers le haut et le bas l’autre partie de liaison (31 ou 32). Dans ce cas, bien qu’il y ait un mouvement translationnel de la tête du conducteur 2, étant donné que la course elle-même associée à l’inclinaison vers l’avant du siège est faible, comme décrit ci-dessus, la composante translationnelle est également relativement faible.
Ci-après, un aperçu et le contrôle de conduite d’un véhicule équipé de l’appareil d’IHM conçu comme ci-dessus sont décrits en référence aux dessins.
Sur la Figure 3, l’unité de contrôle du véhicule 10 comprend un contrôleur d’ACC (en anglais Adaptive Cruise Control, soit régulateur de vitesse adaptatif) 11 qui effectue un contrôle longitudinal (régulation de la vitesse et de la distance intervéhicule) du véhicule 1 et un contrôleur de LKA (en anglais Lane Keeping Assist, soit aide au suivi de voie) 12 qui effectue un contrôle latéral (contrôle de direction et contrôle de maintien sur la voie), et effectue un contrôle de conduite du véhicule 1 sur la base d’informations d’acquisition de la partie d'estimation de conditions environnantes comprenant une fonction de reconnaissance des environs du capteur avant 21, d’informations sur le véhicule 22 concernant l’état de déplacement du véhicule, et d’informations routières provenant de la caméra avant 23 ou similaires.
Le capteur avant 21 est un capteur pour détecter la présence de véhicules situés en avant et d’obstacles sur la voie de circulation s’étendant en avant du véhicule et des informations sur les véhicules situés en avant telles que la distance relative (distance intervéhicule et intervalle de temps intervéhicule) et la vitesse relative, et est composé d’un radar à ondes millimétriques, d’un LIDAR ou analogue mais, lorsqu’une caméra stéréoscopique est utilisée comme caméra avant 23, des informations sur les véhicules situés en avant et les obstacles peuvent également être acquises à partir d’une image prise par celle-ci. Comme caméra avant 23, une caméra monoculaire ou une caméra stéréoscopique peut être utilisée, et les marquages de voies et similaires sur la route qui définissent la voie du véhicule et les voies adjacentes sont détectés par traitement d’image.
Les informations sur le véhicule 22 sont des quantités physiques représentant l’état de déplacement du véhicule 1 mesurées par un capteur de vitesse du véhicule, un capteur de vitesse de lacet, un capteur d’accélération et analogues, un régime du moteur, une situation de contrôle des freins et similaires, et sont transmises à l’unité de contrôle du véhicule 10 par le biais d’un réseau de bord.
Lorsque la route (voie de circulation) est reconnue à partir des marquages de voies, des structures routières ou similaires détectés par la caméra avant 23, et qu’une trajectoire cible pour le contrôle de direction est générée, des informations routières telles qu’une courbure de la route en avant du véhicule, un angle relatif entre le véhicule et la route, et une pente sont acquises. Comme informations routières, une courbure de la route et une pente de la route fournies sous forme d’informations cartographiques peuvent également être consultées par une fonction de navigation pour guider une trajectoire sur la base des informations de position du véhicule en question provenant de moyens de positionnement, tels qu’un GPS, et d’informations cartographiques.
Le contrôleur de LKA 12 consulte les informations sur le véhicule 22 et transmet à un contrôleur d’EPS (en anglais Electric Power Steering, soit direction assistée électrique) une demande de contrôle de direction 43 (commande d’angle de braquage) afin d’amener le véhicule 1 à suivre la trajectoire cible générée sur la base des informations routières. À ce moment, si l’accélération latérale lors du passage de la courbe, estimée à partir de l’état de déplacement du véhicule 1 et de la courbure de la route en avant du véhicule, est égale ou supérieure à une valeur prédéterminée, des informations sur la courbe approchante sont transmises au contrôleur d’ACC 11 et répercutées sur le contrôle d’accélération/de décélération. De plus, des informations sur la pente de la route liées à l’accélération/la décélération sont également transmises au contrôleur d’ACC 11 et répercutées sur le contrôle d’accélération/de décélération.
Le contrôleur d’ACC 11 effectue une régulation de la vitesse afin de maintenir la vitesse cible du véhicule selon le paramétrage par le conducteur d’une partie de paramétrage 20 de façon à ce que le véhicule roule à une vitesse constante lorsqu’aucun véhicule n’est présent en avant dans un rayon de détection du capteur avant 21, et afin de suivre un véhicule situé en avant en maintenant une distance intervéhicule correspondant à un intervalle intervéhicule cible (intervalle temporel intervéhicule = distance intervéhicule/vitesse du véhicule) selon le paramétrage par le conducteur de la partie de paramétrage 20 lorsque le véhicule rattrape un véhicule situé en avant (lorsqu’une vitesse du véhicule situé en avant est égale ou inférieure à la vitesse cible du véhicule).
En d’autres termes, un contrôleur de freins qui a reçu une demande de contrôle des freins 42 (commande de décélération) du contrôleur d'ACC 11 transmet une commande hydraulique à un actionneur de frein et contrôle la vitesse du véhicule en contrôlant la force de freinage d’un frein. Un contrôleur de moteur qui a reçu une demande de contrôle de couple moteur 41 (commande d’accélération/de décélération) du contrôleur d'ACC 11 transmet une commande de couple à un moteur 42 en contrôlant un travail d’un actionneur (ouverture de papillon) et contrôle la vitesse du véhicule en contrôlant la force d'entraînement.
L’unité de contrôle du véhicule 10 (contrôleur d’ACC 11 et contrôleur de LKA 12) comprend un ou plusieurs ordinateurs pour effectuer le traitement ci-dessus, c’est-à-dire une mémoire morte pour mémoriser des programmes et des données, une unité centrale pour effectuer un traitement arithmétique, une mémoire vive pour lire les programmes et données et mémoriser des données dynamiques et des résultats de traitement arithmétique, une interface d’entrée/de sortie et similaires, et constitue un système d’assistance à la conduite avancée ou un système de conduite autonome comprenant la fonction d’ACC et la fonction de LKA, conjointement avec la partie d'estimation de conditions environnantes comprenant le capteur avant 21, les informations sur le véhicule 22 et la caméra avant 23, le contrôleur de moteur 41, le contrôleur de freins 42, un contrôleur de direction 43 et similaires.
Ci-après, le fonctionnement de l’appareil d’IHM dans le cadre du contrôle de conduite du véhicule est décrit.
Dans le véhicule 1 équipé du système de contrôle de conduite tel que ci-dessus, lorsqu’un évènement qui provoque une décélération du véhicule 1 est détecté, tel qu’une courbe approchante ou une pente de la route, ou le rapprochement vis-à-vis d’un véhicule situé en avant, l’appareil d’IHM effectue une opération de contrôle d’inclinaison vers l’avant du siège d’IHM 13 afin d’incliner le siège 3 vers l’avant de façon à générer un changement de secousse (différenciation d’accélération) pour le conducteur, de sorte que le conducteur ressente un début de pseudo-décélération, et communique ainsi une intention du système indiquant que le véhicule 1 est en train d’effectuer une opération de contrôle de conduite adaptée aux conditions routières et environnantes du conducteur.
La Figure 4 illustre une opération de régulation de la vitesse effectuée par l’unité de contrôle du véhicule 10 (contrôleur d’ACC 11) et une opération de contrôle de l’appareil d’IHM accompagnant l’opération de régulation de la vitesse. Il est à noter que les parties numériques des signes de référence sur la Figure 4 correspondent aux blocs ayant les mêmes signes de référence sur la Figure 3.
Le contrôleur d’ACC 11 calcule une vitesse cible du véhicule 11a sur la base d’informations sur les véhicules situés en avant 21a (distance intervéhicule et vitesse relative), d’un paramétrage du conducteur 20a (distance intervéhicule cible et vitesse cible) et d’informations sur une courbe approchante 23a (courbure de la courbe), compare 11b la vitesse cible calculée avec une vitesse actuelle du véhicule 22a et, en fonction de ceci, calcule une valeur de commande de contrôle 14a (accélération/décélération cible et force de freinage/d’entraînement) pour le contrôleur de moteur et le contrôleur de freins.
Parallèlement à ceci, les informations sur une courbe approchante 23a (courbure de la courbe) et les informations sur les véhicules situés en avant 21a (distance intervéhicule et vitesse relative) lors du calcul de la vitesse cible du véhicule 11a, et la valeur de commande de contrôle 14a (accélération/décélération cible) sont consultées dans le cadre d’une détermination d’informations sur l’utilisateur 13a (exécution d’une opération de contrôle de décélération et détermination de probabilité) dans le cadre d’une opération de contrôle d’inclinaison du siège d’IHM 13, et une inclinaison du siège 13b est exécutée en fonction de ceci.
La Figure 9 illustre un exemple de la détermination d’informations sur l’utilisateur 13a.
Comme illustré, tout d’abord, il est déterminé si une accélération/décélération cible a est négative (décélération) et une valeur dérivée de l’accélération/la décélération cible a est égale ou supérieure à une valeur seuil prédéterminée (étape 131).
Un cas dans lequel cette détermination est satisfaite est un cas dans lequel une opération de contrôle de décélération est exécutée (ou il est probable qu’une opération de contrôle de décélération sera exécutée, ce qui sera décrit ultérieurement), et est une situation dans laquelle une décélération du véhicule est prédite, et une commande d’inclinaison du siège est émise (étape 134). Comme illustré sur la Figure 10, la commande d’inclinaison du siège, dans ce cas, diminue une inclinaison du siège de façon inversement proportionnelle à une décélération réelle a de la carrosserie du véhicule de sorte que la décélération réelle a générée dans la carrosserie du véhicule devient nulle lorsque la décélération réelle a dépasse une pseudo-décélération A correspondant à un angle d’inclinaison du siège précédemment établi.
Si la détermination à l’étape 131 n’est pas satisfaite, il est déterminé si la courbure d’une courbe approchante est égale ou supérieure à une valeur seuil prédéterminée (étape 132).
Si la détermination est satisfaite, la courbure de la courbe approchante est une courbure que le conducteur associe à une courbe brusque, et il est probable qu’une opération de contrôle de décélération soit exécutée, de sorte qu’une commande d’inclinaison du siège est émise (étape 135). Dans ce cas, une commande de l’angle d’inclinaison du siège précédemment établi est émise.
Si la détermination à l’étape 132 n’est pas satisfaite, il est déterminé si une distance intervéhicule (intervalle temporel intervéhicule) par rapport à un véhicule situé en avant est égale ou inférieure à une valeur seuil prédéterminée et une vitesse de rapprochement relatif vis-à-vis du véhicule situé en avant est égale ou supérieure à une valeur seuil prédéterminée (étape 133).
Si la détermination est satisfaite, il s’agit d’une situation dans laquelle le conducteur est conscient que son véhicule se rapproche du véhicule situé en avant, et il est probable qu’une opération de contrôle de décélération sera exécutée, de sorte qu’une commande d’inclinaison du siège est émise (étape 135).
Si la détermination à l’étape 133 n’est pas satisfaite, il est considéré que la probabilité qu’une opération de contrôle de décélération soit exécutée est nulle, de sorte qu’aucune commande d’inclinaison du siège n’est émise (étape 136).
Étant donné que la détermination d’informations sur l’utilisateur 13a comme ci-dessus est exécutée en référence à des paramètres de régulation de vitesse (contrôle de décélération) et de contrôle de direction du véhicule comme illustré sur la Figure 4 et en répercutant les paramètres, les valeurs seuils dans la détermination d’informations sur l’utilisateur 13a n’affectent pas le contrôle de conduite du véhicule et peuvent être définies comme des valeurs différentes de valeurs seuils de contrôle de conduite.
L’unité de contrôle du véhicule 10 surveille en permanence des valeurs physiques liées aux informations sur les véhicules situés en avant détectées par le capteur avant 21, aux informations routières détectées par la caméra avant 23 et aux informations sur le véhicule 22 telles que la vitesse du véhicule, le régime du moteur et la situation de contrôle des freins et, si l’une quelconque des valeurs physiques dépasse une valeur seuil correspondante de contrôle de conduite, démarre une opération de contrôle de décélération du véhicule, et on peut dire qu’il est probable qu’une opération de contrôle de décélération sera démarrée lorsque l’une quelconque des valeurs physiques dépasse une référence normale, bien qu’elle soit inférieure à la valeur seuil de contrôle de conduite, ou lorsqu’elle dépasse la référence normale et s’approche de la valeur seuil de contrôle de conduite.
Par conséquent, lors de l’exécution d’une inclinaison du siège 13b dans une unité de contrôle d’inclinaison du siège d’IHM 13, il existe essentiellement deux modes comme suit. Spécifiquement,
(i) lorsqu’une quantité physique d’un objet de surveillance est inférieure à une valeur seuil de contrôle de décélération, mais est égale ou supérieure à une valeur seuil de contrôle d’inclinaison du siège,
- seule une opération de contrôle d’inclinaison du siège est exécutée afin de faire ressentir au conducteur une pseudo-décélération, et
- de communiquer au conducteur une intention du système indiquant que le véhicule se prépare pour une opération de contrôle de décélération.
(ii) lorsque la quantité physique de l’objet de surveillance est égale ou supérieure à la valeur seuil de contrôle de décélération,
- une opération de contrôle d’inclinaison du siège est exécutée en même temps qu’une opération de contrôle de décélération du véhicule
- afin de faire clairement ressentir au conducteur le démarrage de l’opération de contrôle de décélération du véhicule par une pseudo-décélération, et
- de communiquer au conducteur l’intention du système indiquant que le véhicule est en train d’exécuter une opération de contrôle de décélération.
Dans le mode (i) ci-dessus, par exemple, même à une vitesse qui ne nécessite pas de contrôle de décélération lors de l’engagement dans une courbe, seule une opération de contrôle d’inclinaison du siège est exécutée comme illustré sur la Figure 6, et le conducteur peut ressentir une pseudo-décélération (pseudo-secousse) semblable à ce que l’on ressent lorsque l’accélérateur est relâché juste avant la courbe, et peut comprendre aisément que le système reconnaît et réagit correctement à la courbe approchante.
Dans le mode (ii) ci-dessus, par exemple, lorsqu’un contrôle de décélération est nécessaire lors de l’engagement dans une courbe, une opération de contrôle d’inclinaison du siège est exécutée en même temps qu’une opération de contrôle de décélération démarre comme illustré sur la Figure 7, un contrôle de décélération en douceur est mis en évidence par une pseudo-décélération (pseudo-secousse), et le conducteur peut aisément comprendre que le système a démarré une opération de contrôle de décélération juste avant la courbe.
Dans l’exemple illustré sur la Figure 7, une opération de contrôle d’inclinaison du siège est exécutée en même temps qu’une opération de contrôle de décélération du véhicule démarre, la pseudo-secousse est ajoutée à la secousse de la carrosserie du véhicule, et la secousse ressentie par le conducteur est augmentée de 24 %. Ensuite, lorsque la décélération du véhicule devient constante (point des quatre secondes), un retour à la position initiale du siège 3 est démarré et le retour à la position initiale est terminé avant qu’une diminution de la décélération ne commence.
La Figure 8 illustre une simulation correspondant à un cas dans lequel une opération de contrôle de décélération en douceur est exécutée. Une opération de contrôle d’inclinaison du siège est exécutée en même temps qu’une opération de contrôle de décélération démarre lorsque le véhicule roule à une vitesse constante de 30 km/h et, une fois l’angle d’inclinaison vers l’avant maximal (-1,2 degrés) atteint à la décélération maximale (-0,06 G) vers 102,5 secondes, le siège 3 est ramené à la position initiale et le véhicule est décéléré à 25 km/h en l’espace d’environ 10 secondes.
Comme on peut également voir clairement sur la Figure 8, une vitesse de retour du siège à la position initiale est inférieure à une vitesse d’inclinaison vers l’avant du siège, et un temps de retour du siège à la position initiale est supérieur à un temps d’inclinaison vers l’avant du siège. Dans un mode de réalisation préféré, le temps d’inclinaison vers l’avant du siège est de 0,2 à 2 secondes, l’angle d’inclinaison vers l’avant maximal est de 2 degrés, et le temps de retour du siège à la position initiale est de 1,5 à 3 fois le temps d’inclinaison vers l’avant du siège.
Dans l’exemple ci-dessus, comme cas dans lequel une opération de contrôle de décélération est probable, le cas dans lequel la courbure de la courbe approchante est égale ou supérieure à la valeur seuil, le cas dans lequel le véhicule se rapproche d’un véhicule situé en avant, et similaires sont décrits mais, mis à part ceux-ci, dans divers cas dans lesquels une opération de contrôle de décélération est prédite, par exemple lorsqu’il est détecté qu’une pente de la route s’étendant en avant est une pente descendante, lorsque l’approche d’une diminution du nombre de voies ou d’une diminution de la largeur de la route est détectée, et lorsqu’il est détecté qu’un autre véhicule s’intègre en avant du véhicule depuis une voie de circulation d’entrée latérale, l’appareil d’IHM à sensation corporelle décrit ci-dessus peut être mis en œuvre.
(Fonctionnement et Effets)
Comme expliqué en détail ci-dessus, l’appareil d’IHM pour le véhicule selon la présente invention obtient des informations auprès du capteur avant, tel qu’une caméra et un radar, utilisées à des fins de régulation de la vitesse du véhicule par le système de contrôle de conduite, surveille un changement menant à une opération de contrôle de décélération lorsqu’une certaine référence est satisfaite, incline le siège vers l’avant au moyen de l’actionneur en cas de détection d’un évènement ne menant pas au démarrage d’une opération de contrôle de décélération mais associé à une probabilité de démarrage d’une opération de contrôle de décélération, ou lorsqu’une opération de contrôle de décélération est démarrée, et fait ressentir au conducteur un changement de secousse correspondant à une augmentation de la décélération.
Ainsi, on peut mettre en œuvre cet appareil d’IHM à sensation corporelle dans lequel le système de contrôle de conduite détecte un évènement se produisant en avant tel que des conditions routières ou des véhicules situés en avant, fait ressentir au conducteur une préparation pour une opération de contrôle par le biais d’une pseudo-décélération, et communique ceci de manière efficace.
Bien qu’une décélération en réaction à l’évènement se produisant en avant soit un mécanisme d’adaptation essentiellement universel, étant donné que le comportement à proprement parler du véhicule ne change pas, à la fois une régulation raisonnable de la vitesse du véhicule et une surveillance de l’état de fonctionnement du véhicule par le conducteur sont possibles, des informations peuvent être communiquées uniquement au conducteur (utilisateur du siège) par le biais d’une sensation corporelle, c’est-à-dire une sensation somatique (sensation cinétique) et une sensation vestibulaire (sensation sur le plan de l’équilibre) sans affecter les autres occupants, et des informations peuvent être communiquées de manière exacte même lorsque le conducteur ne prête pas attention aux instruments de bord. De plus, une notification préliminaire indiquant un changement du comportement du véhicule est possible avant que l’accélération/la décélération à proprement parler ne commence.
Bien que certains modes de réalisation de la présente invention aient été décrits ci-dessus, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et, en outre, divers modifications et changements sont possibles dans la portée de la présente invention.
- 1 : Véhicule
- 2 : Conducteur
- 3 : Siège (appareil d’IHM)
- 4 : Plancher de la carrosserie du véhicule
- 10 : Unité de contrôle du véhicule (contrôleur de conduite autonome)
- 11 : Contrôleur d'ACC
- 12 : Contrôleur de LKA
- 13 : Unité de contrôle d’inclinaison du siège (unité de contrôle d’inclinaison du siège d’IHM)
- 20 : Partie de paramétrage
- 21 : Capteur avant
- 22 : Informations sur le véhicule
- 23 : Caméra avant

Claims (7)

  1. Appareil d’interface homme-machine (IHM) pour un véhicule (1), comprenant :
    une partie d'estimation de conditions environnantes (21 à 23) comprenant une fonction de reconnaissance des environs pour reconnaître une voie de circulation s’étendant en avant du véhicule (1) et d'autres véhicules et une fonction d’obtention de l'état de déplacement du véhicule ; et
    une unité de contrôle du véhicule (10) apte à exécuter des opérations de régulation de la vitesse afin de maintenir une distance intervéhicule cible par rapport à un autre véhicule précédent ou une vitesse cible du véhicule sur la base d’informations obtenues par la partie d’estimation de conditions environnantes (21 à 23),
    l’appareil d’IHM comprenant :
    un siège (3) prévu pour être inclinable dans une direction longitudinale du véhicule ;
    un actionneur conçu pour incliner le siège (3) ; et
    une unité de contrôle d’inclinaison du siège (13) conçue pour amener l’actionneur à exécuter des opérations de contrôle : pour incliner le siège (3) vers l’avant lorsque l’unité de contrôle du véhicule (10) exécute une opération de contrôle de décélération ou lorsque la probabilité d’exécution d’une opération de contrôle de décélération est reconnue sur la base d’informations obtenues par la partie d’estimation de conditions environnantes (21 à 23) ; et pour ramener le siège (3) à une position initiale une fois l’opération de contrôle de décélération exécutée ou une fois que la probabilité a disparu.
  2. Appareil d’interface homme-machine (IHM) pour un véhicule (1) selon la revendication 1,
    dans lequel l’unité de contrôle du véhicule (10) est apte à exécuter : des opérations de contrôle de direction afin d’amener le véhicule (1) à suivre une trajectoire cible générée sur la base des informations obtenues par la partie d’estimation de conditions environnantes (21 à 23).
  3. Appareil d’interface homme-machine selon la revendication 2, dans lequel l’inclinaison vers l’arrière pour ramener le siège (3) à la position initiale est exécutée à une vitesse inférieure à une vitesse pour l’inclinaison du siège (3) vers l’avant.
  4. Appareil d’interface homme-machine selon la revendication 2 ou 3, dans lequel un centre instantané de l’inclinaison est situé au-dessus d’une surface d’assise du siège (3) et devant un dossier du siège ou un appuie-tête.
  5. Appareil d’interface homme-machine selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel un angle d’inclinaison du siège (3) est inférieur à 2 degrés.
  6. Appareil d’interface homme-machine selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel les cas dans lesquels la probabilité d’exécution de l’opération de contrôle de décélération est reconnue incluent le cas dans lequel un véhicule situé en avant pénètre dans un intervalle de distance intervéhicule prédéterminé supérieur à la distance intervéhicule cible et il est déterminé qu’une vitesse d’approche relative du véhicule situé en avant est égale ou supérieure à une valeur seuil, et le cas dans lequel il est déterminé qu’une courbure d’une courbe située en avant est égale ou supérieure à une valeur seuil.
  7. Appareil d’interface homme-machine selon la revendication 6, dans lequel la partie d'estimation de conditions environnantes (21 à 23) comprend en outre une fonction de navigation pour guider une trajectoire sur la base des informations de position du véhicule provenant de moyens de positionnement et d’informations cartographiques, et une détermination de la courbure de la courbe située en avant est effectuée en référence à une courbure de route fournie sous forme d’informations cartographiques.
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