WO2019122552A1 - Commande de colonne de direction retractable pour conduite autonome avec systeme de navigation - Google Patents

Commande de colonne de direction retractable pour conduite autonome avec systeme de navigation Download PDF

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WO2019122552A1
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steering column
autonomous driving
column
navigation system
retraction
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English (en)
Inventor
Alan CAVAREC
Jeremie RONDEL
Original Assignee
Psa Automobiles Sa
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/183—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable adjustable between in-use and out-of-use positions, e.g. to improve access

Definitions

  • the present invention relates to a control method of a motor vehicle comprising a retractable steering column and an autonomous driving system of this vehicle, and a motor vehicle implementing such a method.
  • Motor vehicles have a steering column receiving a rear steering wheel maneuvered by the driver, connected to the front to a steering box controlling the pivoting of the front wheels of the vehicle.
  • Most motor vehicles have an adjustment of the steering column, in particular in height, and in depth along the axis of rotation of this column, to adjust the position of the steering wheel to suit the desire of the driver.
  • a method of operating a steering column with motorized adjustments detects various parameters indicating the willingness of the driver to enter the vehicle or exit, in order to perform automatically with the engines a setting facilitating this entry or exit.
  • the engine for adjusting the depth of the steering wheel intended to adjust the driving position, in order to to retract this flywheel forward on a run of a few tens of millimeters, which saves an axial space generally between 50 and 150 millimeters.
  • ADAS Advanced Driver Assistance Systems
  • levels include in particular a level 3 corresponding to a delegation by the driver of a party its driving on the two dimensions of longitudinal and lateral guidance of the vehicle, allowing it to focus on other tasks temporarily.
  • This level 3 requires the ability to regain control of driving quickly if conditions demand it.
  • the succession of movements of the steering column can deconcentrate the driver.
  • the present invention is intended to avoid these disadvantages of the prior art.
  • An advantage of this control method is that the autonomous driving system receiving information from the navigation system enabling it to predict traffic conditions, and to anticipate these conditions by following, for example, an evolution of the traffic, it is possible in this way avoid too frequent retraction of the steering column, especially if a starting period of autonomous driving is planned for a sufficiently short time.
  • the method according to the invention may further comprise one or more of the following features, which may be combined with one another.
  • the autonomous driving system performs with the information of the navigation system an estimate of the probable duration of this period.
  • the method advantageously estimates the probable duration of the period with information from the navigation system concerning areas of work or traffic jams.
  • the method advantageously compares the probable duration of the period with a minimum threshold duration, to allow the retraction of the steering column above this threshold and prohibit it below.
  • the process allows the retraction of the steering column.
  • the method prohibits the retraction of the steering column.
  • the invention also relates to a motor vehicle equipped with means implementing a control method comprising any one of the preceding features, remarkable in that it comprises a steering column engine control computer.
  • the vehicle comprises a cabin management computer controlling functions relating to the driving of the vehicle, implementing the navigation system, connected by a beam to the column control computer.
  • the retracting distance of the steering column may be between 50 and 150 millimeters.
  • the engine of the column also realizes steering position of the steering wheel for normal driving by the driver.
  • FIG. 1 shows a steering column system according to the invention
  • FIG. 2 is a flowchart indicating operating choices of this system.
  • FIG. 1 shows a steering column 2 comprising a front part terminating in a connecting gimbal with a steering rack 4, and a rear part guided in a sheath of a fixed support 8, connected to the front part by a second gimbal, ending with a rear end piece 6 provided to receive the steering wheel.
  • the support 8 comprises for the normal driving of the vehicle, a first electric motor 10 regulating automatically the height of the sleeve, and the flywheel supported by the column, and a second electric motor 10 applying a retraction or deployment of the rear portion of the column to adjust the axial position of the steering wheel.
  • a column operator control computer 16 manages the operations of the electric motors 10, in order to perform certain functions such as, for example, memorizing the positions of the steering wheel according to the driver, or automatic movements during entry or exit. driver in the vehicle.
  • a connecting electrical harness 14 connects the column control computer 16 to a cabin management computer 12, also called “BSI” for “intelligent service housing", which controls a large number of functions relating to the general operation of the vehicle , including a navigation system, and various interior equipment controls of the cabin.
  • BSI cabin management computer 12
  • the cockpit management computer 12 receives data coming from the driver's control, such as requests for lighting or heating, coming from different sensors of the vehicle such as a cabin temperature sensor 18, or coming from functions of the vehicle. driving assistance, including in particular the navigation system using a satellite positioning system.
  • the cockpit management computer 12 controls different vehicle functions, including in particular autonomous driving functions such as a level 3 autonomous "ADAS" type taxi.
  • autonomous driving functions such as a level 3 autonomous "ADAS" type taxi.
  • the column control computer 16 receives in particular autonomous driving information, requesting a retraction of the steering column during a period of autonomous driving to free space in front of the driver.
  • any other type of vehicle operating computer processing information of driving conditions can be used.
  • the cabin management calculator 12 evaluates the probable duration of this autonomous driving to determine whether its duration is sufficient to allow retraction of the steering column avoiding redeployment in a too short time.
  • Figure 2 shows a first condition 20 evaluated by the cabin management computer 12, determining if the vehicle is stopped. In the positive case, a first decision 22 authorizes O the retraction of the steering column.
  • the probable duration t of the incoming autonomous driving mode which must be greater than a minimum threshold duration ts.
  • the probable duration t of the autonomous driving mode depends on information received by the negation system, coming from the outside, such as the end of a traffic jam or the end of work zones.
  • FIG. 3 presents a first function representing the cabin management computer 12, receiving external information 40 for the operation of the navigation system, such as information on work zones or congestion purposes, and calculating for a mode next autonomous driving 42 information on its probable duration t.
  • the autonomous driving mode 42 delivers to the column control computer 16 an authorization O or a prohibition N of retraction of its column.
  • the column control computer 16 in turn delivers position information of its column 48, coming from position sensors of this column, which can be delivered to the cabin management computer 12 in order to verify in return if the order that he gave was well followed. In a simple way with this feedback loop, it is possible to detect a failure of the steering system.
  • the steering system according to the invention makes it possible to optimize the dimensioning of the electric motor 10 and its power electronics by avoiding too frequent starts causing overheating, which makes it possible to limit its size, its mass and its cost. In addition, it provides better comfort and improved driver concentration by avoiding too frequent changes in steering wheel position.

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  • Navigation (AREA)

Abstract

Procédé de commande d'un véhicule automobile équipé d'une colonne de direction (2) avec une motorisation (10) de rétractation de la colonne (2) suivant son axe de rotation, d'un système de conduite autonome de ce véhicule, et d'un système de navigation, le système de conduite autonome utilisant des informations du système de navigation pour établir des autorisations ou des interdictions de rétractation de la colonne de direction (2).

Description

COMMANDE DE COLONNE DE DIRECTION RETRACTABLE POUR CONDUITE AUTONOME AVEC SYSTEME DE NAVIGATION
La présente invention concerne un procédé de commande d’un véhicule automobile comportant une colonne de direction rétractable et un système de conduite autonome de ce véhicule, ainsi qu’un véhicule automobile mettant en oeuvre un tel procédé.
Les véhicules automobiles comportent une colonne de direction recevant à l’arrière un volant manoeuvré par le conducteur, reliée à l’avant à un boîtier de direction commandant le pivotement des roues avant du véhicule.
La plupart des véhicules automobiles comportent un réglage de la colonne de direction, en particulier en hauteur, et en profondeur suivant l’axe de rotation de cette colonne, permettant d’ajuster la position du volant afin de l’adapter au désir du conducteur.
En particulier certains véhicules comportent des motorisations effectuant de manière automatique les réglages de la colonne de direction. Ces réglages ne nécessitant pas de rapidité particulière, utilisent des motorisations de puissance limitée permettant de réduire les coûts de fabrication et les encombrements nécessaires.
En particulier, un procédé de fonctionnement d’une colonne de direction à réglages motorisés, présenté notamment par le document FR-A1 -2964637, détecte différents paramètres indiquant la volonté du conducteur d’entrer dans le véhicule ou d’en sortir, afin d’effectuer automatiquement avec les motorisations un réglage facilitant cette entrée ou cette sortie.
Par ailleurs sur des véhicules présentant des possibilités de conduite autonome, en cours de développement chez différents constructeurs automobiles, on souhaite réduire suivant les conditions de roulage l’encombrement du volant pour augmenter l’espace disponible à bord.
On peut alors utiliser en particulier la motorisation de réglage en profondeur du volant prévue pour ajuster la position de conduite, afin d’effectuer la rétractation de ce volant vers l’avant sur une course de quelques dizaines de millimètres, ce qui permet de gagner un espace axial compris généralement entre 50 et 150 millimètres.
Les différents types de systèmes d’assistance avancée à la conduite, appelés « ADAS » pour « Advanced Driver Assistance Systems » en langue anglaise, classifiés suivant plusieurs niveaux, comportent en particulier un niveau 3 correspondant à une délégation par le conducteur d’une partie de sa conduite sur les deux dimensions de guidage longitudinale et latérale du véhicule, lui permettant de se consacrer à d’autres tâches de manière provisoire.
Ce niveau 3 nécessite une possibilité de reprendre le contrôle de la conduite de manière rapide si les conditions l’exigent.
En particulier les systèmes de roulage automatique du véhicule dans les embouteillages, appelés aussi « TJC » pour « Traffic Jam Chauffeur » en langue anglaise, utilisent des capteurs de proximité détectant les véhicules environnants, et des informations reçues de systèmes de navigation, comme des zones de travaux ou des fins d’embouteillages, pour définir des périodes de conduite automatisée.
On peut obtenir dans le cas d’une succession de périodes de conduite autonome courtes, une alternance rapide de rétractations et de déploiements de la colonne de direction qui sollicite de manière intense la motorisation de ces mouvements. Ces mouvements répétés nécessitant des démarrages nombreux du moteur électrique, imposent un dimensionnement du moteur et de son électronique de puissance pour résister à ces démarrages générant des échauffements, ce qui entraîne des coûts et augmente l’encombrement.
De plus la succession de mouvements de la colonne de direction peut déconcentrer le conducteur.
La présente invention a notamment pour but d’éviter ces inconvénients de la technique antérieure.
Elle propose à cet effet un procédé de commande d’un véhicule automobile équipé d’une colonne de direction avec une motorisation de rétractation de la colonne suivant son axe de rotation, d’un système de conduite autonome de ce véhicule, et d’un système de navigation, ce procédé étant remarquable en ce que le système de conduite autonome utilise des informations du système de navigation pour établir des autorisations ou des interdictions de rétractation de la colonne de direction.
Un avantage de ce procédé de commande est que le système de conduite autonome recevant du système de navigation des informations lui permettant de prévoir des conditions de circulation, et d’anticiper ces conditions en suivant par exemple une évolution du trafic, on peut de cette manière éviter une rétractation trop fréquente de la colonne de direction, en particulier si une période de conduite autonome qui commence est prévue pour un temps suffisamment court.
En limitant les actionnements de la motorisation de rétractation de la colonne de direction, on peut réduire son dimensionnement en puissance, et optimiser son coût.
Le procédé selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.
Avantageusement, au début d’une période de conduite autonome du véhicule, le système de conduite autonome réalise avec les informations du système de navigation une estimation de la durée probable de cette période.
Dans ce cas, avantageusement le procédé estime la durée probable de la période avec des informations du système de navigation concernant des zones de travaux ou des fins d’embouteillages.
De plus, avantageusement le procédé compare la durée probable de la période à une durée de seuil minimum, pour autoriser la rétractation de la colonne de direction au-dessus de ce seuil et l’interdire en dessous.
Avantageusement, en cas d'arrêt du véhicule le procédé autorise la rétractation de la colonne de direction.
Avantageusement, en cas de conduite normale du véhicule par le conducteur, le procédé interdit la rétractation de la colonne de direction. L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé de moyens mettant en oeuvre un procédé de commande comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, remarquable en ce qu’il comporte un calculateur de contrôle de motorisation de colonne de direction.
Avantageusement, le véhicule comporte un calculateur de gestion d’habitacle contrôlant des fonctions relatives à la conduite du véhicule, mettant en oeuvre le système de navigation, relié par un faisceau au calculateur de contrôle de colonne.
En particulier, la distance de rétractation de la colonne de direction peut être comprise entre 50 et 150 millimètres.
Avantageusement, la motorisation de la colonne réalise aussi des réglages de position de conduite du volant pour la conduite normale par le conducteur.
L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 présente un système de colonne de direction suivant l’invention ;
- la figure 2 est un organigramme indiquant des choix de fonctionnement de ce système ; et
- la figure 3 présente des liaisons entre les principales fonctions de ce système.
La figure 1 présente une colonne de direction 2 comportant une partie avant se terminant par un cardan de liaison avec une crémaillère de direction 4, et une partie arrière guidée dans un fourreau d’un support fixe 8, reliée à la partie avant par un deuxième cardan, se terminant par un embout arrière 6 prévu pour recevoir le volant de direction.
Le support 8 comporte pour la conduite normale du véhicule, un premier moteur électrique 10 réglant de manière automatique la hauteur du fourreau, et du volant supporté par la colonne, et un deuxième moteur électrique 10 appliquant une rétractation ou un déploiement de la partie arrière de la colonne afin d’ajuster la position axiale de ce volant.
Un calculateur de contrôle de motorisation de colonne 16 gère les fonctionnements des moteurs électriques 10, afin d’assurer certaines fonctions comme par exemple une mémorisation des positions du volant en fonction du conducteur, ou des mouvements automatiques lors de l’entrée ou de la sortie du conducteur dans le véhicule.
Un faisceau électrique de liaison 14 relie le calculateur de contrôle de colonne 16 à un calculateur de gestion d’habitacle 12, appelé aussi « BSI » pour « boîtier de servitude intelligent », qui contrôle un grand nombre de fonctions relatives au fonctionnement général du véhicule, notamment un système de navigation, et différentes commandes d’équipements intérieurs de l’habitacle.
Le calculateur de gestion d’habitacle 12 reçoit des données venant de commande du conducteur, comme des demandes d’éclairage ou de chauffage, venant de différents capteurs du véhicule comme un capteur de température de l’habitacle 18, ou venant de fonctions d’aide à la conduite, comprenant en particulier le système de navigation utilisant un système de positionnement par satellite.
Le calculateur de gestion d’habitacle 12 commande différente fonctions du véhicule, comprenant en particulier des fonctions de conduite autonome comme un roulage autonome du type « ADAS » de niveau 3.
Le calculateur de contrôle de colonne 16 reçoit notamment une information de conduite autonome, lui demandant une rétractation de la colonne de direction pendant une période de conduite autonome afin de libérer de l’espace devant le conducteur.
En variante tout autre type de calculateur de fonctionnement du véhicule traitant des informations de conditions de roulage, peut être utilisé.
Dans ce cas d’une décision de conduite autonome, le calculateur de gestion d’habitacle 12 évalue alors la durée probable de cette conduite autonome pour déterminer si sa durée est suffisante afin de permettre une rétractation de la colonne de direction en évitant un redéploiement dans un délai trop court.
La figure 2 présente une première condition 20 évaluée par le calculateur de gestion d’habitacle 12, déterminant si le véhicule est arrêté. Dans le cas positif, une première décision 22 autorise O la rétractation de la colonne de direction.
Dans le cas négatif de la première condition 20 avec un véhicule en marche, on a alors une deuxième condition 24 déterminant s’il y a une demande de conduite autonome. Dans le cas négatif une deuxième décision 26 interdit N la rétractation de la colonne de direction, qui n’est pas possible pour une conduite normale.
Dans le cas positif de la deuxième condition 24, on a alors une troisième condition 28 évaluant la durée probable t du mode de conduite autonome arrivant, qui doit être supérieure à une durée de seuil minimum ts. En particulier la durée probable t du mode de conduite autonome dépend d’informations reçues par le système de négation, venant de l’extérieur, comme la fin d’un embouteillage ou la fin de zones de travaux.
Dans le cas où la durée probable t est inférieure ou égale à la durée de seuil ts, on a une quatrième décision 30 interdisant N la rétractation de la colonne de direction. En effet dans ce cas le redéploiement en fin du mode de conduite autonome arriverait trop rapidement après la rétractation, en sollicitant de manière exagérée la motorisation.
Dans le cas où la durée probable t est supérieure à la durée de seuil ts, on a une cinquième décision 32 autorisant O la rétractation de la colonne de direction.
De cette manière on limite la fréquence d’intervention automatique de rétractation de la colonne de direction qui évite un échauffement plus important de sa motorisation. On réduit aussi des mouvements trop rapprochés de la colonne de direction qui pourraient déconcentrer et perturber le conducteur, en leur donnant des intervalles de temps minimum. La figure 3 présente une première fonction représentant le calculateur de gestion d’habitacle 12, recevant des informations extérieures 40 pour le fonctionnement du système de navigation, comme des informations sur des zones de travaux ou des fins d’embouteillages, et calculant pour un mode de conduite autonome prochain 42 une information sur sa durée probable t.
Par comparaison avec la durée de seuil minimum ts, le mode de conduite autonome 42 délivre au calculateur de contrôle de colonne 16 une autorisation O ou une interdiction N de rétractation de sa colonne.
Le calculateur de contrôle de colonne 16 délivre à son tour une information de position de sa colonne 48, venant de capteurs de position de cette colonne, qui peut être délivrée au calculateur de gestion d’habitacle 12 afin de vérifier en retour si l’ordre qu’il a donné a bien été suivi. De manière simple avec cette boucle de retour, on peut détecter une défaillance du système de direction.
Le système de direction selon l’invention permet d’optimiser le dimensionnement du moteur électrique 10 et de son électronique de puissance en évitant des démarrages trop fréquents provoquant des échauffements, ce qui permet de limiter son encombrement, sa masse et son coût. De plus on assure un meilleur confort et une concentration du conducteur améliorée en évitant des variations trop fréquentes de position du volant.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé de commande d’un véhicule automobile équipé d’une colonne de direction (2) avec une motorisation (10) de rétractation de la colonne (2) suivant son axe de rotation, d’un système de conduite autonome de ce véhicule, et d’un système de navigation, caractérisé en ce que le système de conduite autonome utilise des informations du système de navigation pour établir des autorisations (O) ou des interdictions (N) de rétractation de la colonne de direction (2).
2 - Procédé de commande d’un véhicule automobile selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu’au début d’une période de conduite autonome du véhicule, le système de conduite autonome réalise avec les informations du système de navigation une estimation de la durée probable de cette période (t).
3 - Procédé de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il estime la durée probable de la période (t) avec des informations du système de navigation concernant des zones de travaux ou des fins d’embouteillages.
4 - Procédé de commande selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il compare la durée probable de la période (t) à une durée de seuil minimum (ts), pour autoriser (O) la rétractation de la colonne de direction (2) au-dessus de ce seuil et l’interdire (N) en dessous.
5 - Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en cas d'arrêt du véhicule il autorise (O) la rétractation de la colonne de direction (2).
6 - Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’en cas de conduite normale du véhicule par le conducteur, il interdit (N) la rétractation de la colonne de direction (2).
7 - Véhicule automobile équipé de moyens mettant en oeuvre un procédé de commande selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comporte un calculateur de contrôle de motorisation de colonne de direction (16).
8 - Véhicule automobile selon la revendication 7, caractérisé en ce qu’il comporte un calculateur de gestion d’habitacle (12) contrôlant des fonctions relatives à la conduite du véhicule, mettant en oeuvre le système de navigation, relié par un faisceau (14) au calculateur de contrôle de colonne (16).
9 - Véhicule automobile selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la distance de rétractation de la colonne de direction (2) est comprise entre 50 et 150 millimètres.
10 - Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 7 à
9, caractérisé en ce que la motorisation de la colonne (10) réalise aussi des réglages de position de conduite du volant pour la conduite normale par le conducteur.
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