FR3142426A1

FR3142426A1 - Procédé de freinage d’urgence d’un véhicule automobile.

Info

Publication number: FR3142426A1
Application number: FR2212329A
Authority: FR
Inventors: Julien CARVALHO; Anh-Lam Do; Thibault HALLOUIN
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2022-11-25
Filing date: 2022-11-25
Publication date: 2024-05-31

Abstract

Procédé de freinage d’urgence d’un véhicule automobile. Procédé de freinage d’urgence d’un véhicule automobile (100), le véhicule automobile (100) comprenant des roues directrices (5) et un système de direction pilotable (41) apte à commander le braquage des roues directrices (5),caractérisé en ce qu’il comprend une étape de commande automatique (E4) du système de direction pilotable (41) pour diminuer un angle (ARD) de braquage des roues directrices (5), notamment à une valeur inférieure ou égale à un premier seuil (ARD_MIN) de braquage des roues directrice (5), le premier seuil (ARD_MIN) étant inférieur à 3 degrés. Figure pour l’abrégé : 4

Description

Procédé de freinage d’urgence d’un véhicule automobile.

L’invention concerne un procédé de freinage d’urgence d’un véhicule automobile. L’invention porte encore sur un dispositif de freinage d’urgence d’un véhicule automobile. L’invention porte également sur un programme d’ordinateur mettant en œuvre le procédé mentionné.

Dans l’industrie automobile, les véhicules automobiles sont couramment équipés de systèmes d’aide à la conduite. Un système de freinage d’urgence peut faire partie des systèmes d’aide à la conduite. Le système de freinage d’urgence actionne automatiquement un fort freinage du véhicule automobile lorsqu’une situation de danger est détectée, notamment un obstacle sur la chaussée, par exemple un autre véhicule, un piéton, un objet. Avant la mise en œuvre automatique du freinage, le conducteur peut être averti du danger, notamment par un signal sonore, afin qu’il agisse pour éviter le danger. Le système de freinage d’urgence ne prendra alors la main sur le freinage que si l’intervention du conducteur ne permet pas d’éviter le danger.

Une problématique de la mise en œuvre du freinage d’urgence porte sur la fiabilité de la décision d’enclencher un freinage d’urgence. En effet, si un freinage d’urgence est déclenché alors que le conducteur avait encore le temps de réagir par lui-même, le comportement du véhicule peut déstabiliser le conducteur, altérant alors l’acceptabilité de ce système par le conducteur.

Le but de l’invention est de remédier à cet inconvénient. Notamment l’invention porte sur un procédé de freinage d’urgence qui soit simple et fiable, et qui améliore la fiabilité de la décision d’enclencher un freinage d’urgence, tout en améliorant la robustesse du système de freinage d’urgence.

A cet effet, l’invention porte sur un procédé de freinage d’urgence d’un véhicule automobile, le véhicule automobile comprenant des roues directrices et un système de direction pilotable apte à commander le braquage des roues directrices.
Le procédé comprend une étape de commande automatique du système de direction pilotable pour diminuer un angle de braquage des roues directrices, notamment à une valeur inférieure ou égale à un premier seuil de braquage des roues directrice, le premier seuil étant inférieur à 3 degrés.

Dans un mode de réalisation, le procédé de freinage d’urgence comprend une étape de gestion d’une commande de freinage d’urgence du véhicule automobile, la commande de freinage d’urgence étant issue soit d’un conducteur du véhicule automobile, soit d’un module de décision d’un système d’aide à la conduite du véhicule automobile.

Dans un mode de réalisation, le véhicule automobile comprend des actionneurs de freins et un système d’aide à la conduite comprenant un module de décision, et, lorsque la commande de freinage d’urgence est issue du module de décision, alors l’étape de commande automatique du système de direction pilotable est suivie d’une étape de commande automatique des actionneurs de freins pour mettre en œuvre un freinage d’urgence.

Dans un mode de réalisation, un délai d’attente est appliqué entre un instant de réception d’une commande de freinage d’urgence issue du module de décision et un instant d’exécution de l’étape de commande automatique du système de direction pilotable, de sorte qu’un conducteur du véhicule automobile conserve le contrôle du véhicule durant le délai d’attente.

Dans un mode de réalisation, l’étape de gestion comprend un calcul du délai d’attente en fonction de :
- une vitesse instantanée du véhicule automobile et/ou,
- une distance de déplacement sans collision du véhicule automobile, et/ou
- un coefficient de friction entre une voie de circulation du véhicule automobile et une roue directrice du véhicule automobile, et/ou,
- une pente d’une voie de circulation du véhicule automobile.

Dans un mode de réalisation, l’étape de gestion d’une commande de freinage d’urgence comprend :
- une comparaison d’une vitesse instantanée de déplacement du véhicule automobile à un seuil minimal de vitesse,
et/ou
- une comparaison d’un angle volant du véhicule automobile à un seuil minimal d’angle volant,
et/ou
- une comparaison de l’angle de braquage des roues directrices au premier seuil, et/ou
- une comparaison d’une distance de déplacement sans collision du véhicule automobile à une distance minimale donnée.

Dans un mode de réalisation, le véhicule automobile est équipé d’un volant et l’étape de commande automatique du système de direction pilotable s’interrompt si un conducteur du véhicule automobile exerce sur un volant du véhicule automobile un couple de résistance qui est supérieur à un seuil de couple minimal, notamment un seuil de couple égal à 5 Newton mètres.

L’invention porte également sur un dispositif de freinage d’urgence d’un véhicule automobile, le véhicule automobile étant équipé d’un système de perception, d’effecteurs de mouvement, d’un réseau de données, de roues directrices et d’un volant, le dispositif comprenant des éléments matériels et/ou logiciels mettant en œuvre le procédé selon l’invention, notamment des éléments matériels et/ou logiciels conçus pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention, et/ou le dispositif comprenant des moyens de mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’invention.

L’invention porte également sur un système d’aide à la conduite d’un véhicule automobile comprenant un dispositif de freinage d’urgence selon l’invention.

L’invention porte en outre sur un véhicule automobile comprenant un système d’aide à la conduite selon l’invention.

L’invention porte aussi sur un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme enregistrées sur un support lisible par ordinateur pour mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’invention lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur ou produit programme d’ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support de données lisible par un ordinateur et/ou exécutable par un ordinateur, caractérisé en ce en ce qu’il comprend des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par l’ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’invention.

L’invention porte en outre sur un support d’enregistrement de données, lisible par un ordinateur, sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme de mise en œuvre du procédé selon l’invention ou support d'enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’invention.

L’invention porte de plus sur un signal d'un support de données, portant le produit programme d'ordinateur selon l’invention.

Les dessins annexés représentent, à titre d’exemple, un mode de réalisation d’un dispositif de freinage d’urgence selon l’invention et un mode d’exécution d’un procédé de freinage d’urgence selon l’invention.

La représente un mode de réalisation d’un véhicule automobile mettant en œuvre un procédé de freinage d’urgence selon l’invention.

La illustre un angle de braquage des roues directrices d’un véhicule automobile.

La est un ordinogramme d’un procédé de freinage d’urgence selon l’invention.

La illustre une scène de conduite donnée présentant un risque de collision entre deux véhicules automobiles avant application d’un freinage d’urgence.

La illustre la scène de conduite donnée après application d’un freinage d’urgence selon l’invention.

Le véhicule automobile 100 selon le mode de réalisation de l’invention peut être un véhicule de n’importe quel type, notamment un véhicule de tourisme, un véhicule utilitaire, un camion ou encore un véhicule de transport en commun tel qu’un bus ou une navette.

Un mode de réalisation d’une véhicule automobile équipé de l’invention est décrit ci-après en référence à la . Le véhicule automobile 100 est notamment équipé d’un système de perception 1, d’un système d’aide à la conduite 2 et d’effecteurs de mouvement 3 du véhicule automobile 100.

Le système de perception 1, comprend des moyens de perception 11 et un module 12 de fusion des informations issues des moyens de perception 11.

Dans la suite du document, le terme « freinage d’urgence » est utilisé pour désigner un freinage très fort entrainant un ralentissement brusque du véhicule automobile 100. Un freinage d’urgence a pour objectif d’éviter une collision ou de minimiser l’impact d’une collision du véhicule automobile 100 avec son environnement. Un freinage d’urgence est caractérisé par une décélération supérieure à 5 m/s².

Les situations nécessitant un freinage d’urgence ne sont pas décrites de façon exhaustive dans ce document. Les expressions « éviter une collision » ou « minimiser les conséquences d’une collision » désignent de façon plus générale le fait d’éviter toute situation de conduite représentant un risque grave pour le véhicule automobile 100, pour son conducteur ou pour des personnes ou objets se situant dans l’environnement du véhicule automobile 100.

Les moyens de perception 11 peuvent comprendre tout ou partie des équipements suivants : un ensemble de caméras et/ou lidars et/ou radars. Alternativement ou en complément, les moyens de perception 12 pourraient comprendre des systèmes de communication entre véhicules (systèmes V2V) ou des systèmes de communication de véhicule à tout (systèmes V2X) permettant aux véhicules d'échanger des informations entre eux, avec les infrastructures et les piétons.

Le système d’aide à la conduite 2, nommé système ADAS 2 dans la suite du document, comprend différents sous-système permettant notamment de sécuriser la conduite du véhicule automobile. Dans le mode de réalisation de l’invention, le système 2 comprend au moins un sous-système de freinage d’urgence 50 appelé système AEB 50 dans la suite du document, AEB étant l’acronyme pour « Autonomous Emergency Breaking ».

Le système AEB 50 comprend un module 10 de perception de l’environnement, qui construit une représentation structurée de l’environnement de conduite du véhicule. Le système AEB 50 comprend en outre un système de détection de collision 20, qui utilise les données issues du système de perception 10 pour détecter un risque de collision imminente du véhicule automobile 100. Un module de décision 30 détermine une ou plusieurs actions d’urgence à effectuer pour éviter la collision ou minimiser les conséquences de la collision. Les actions d’urgence à effectuer sont transmises à un module 40 de contrôle du mouvement du véhicule. Le module 40 de contrôle du mouvement du véhicule comprend notamment un système de direction pilotable 41 et un système de freinage autonome 42.

Avantageusement, les modules de perception 10, de détection 20 et de décision 30 peuvent être communs à différents systèmes d’aide à la conduite. De même, certains modules de contrôle de mouvement, comme le système de direction pilotable 41 ou le système de freinage autonome 42, peuvent être communs à différents systèmes d’aide à la conduite.

Les effecteurs de mouvement 3 font partie du châssis du véhicule automobile 100. Ils comprennent notamment un actionneur de couple moteur 31, un actionneur de freins 32 et un actionneur 33 de rotation de roues directrices 5 du véhicule automobile 100. Les actionneurs de mouvement reçoivent des commandes du module de contrôle du mouvement 40 afin de mettre en œuvre un déplacement du véhicule autonome selon une trajectoire déterminée par le module de contrôle du mouvement 40.

Le véhicule automobile 100 présente un angle longitudinal 101 représenté sur la . Un angle volant appliqué par le conducteur ou par un système d’aide à la conduite 2 induit un mouvement de rotation des roues directrices du véhicule automobile. En remarque, selon l’orientation des roues, l’angle de rotation ARD des roues directrices peut être positif ou négatif. Dans la suite du document, le terme angle ARD désigne la valeur absolue de l’anqle de rotation des roues ARD. L’angle de rotation ARD est également nommé dans la suite du document angle de braquage ARD ou angle de rotation ARD ou angle ARD.

Dans la suite du document, l’expression « redresser les roues » du véhicule automobile 100 est utilisée lorsque le conducteur ou le système d’aide à la conduite 2 diminuent l’angle ARD pour le ramener en dessous d’un premier seuil d’angle de braquage ARD_MIN. Dans un mode de réalisation, l’angle ARD_MIN peut être égal à 3 degrés.

Un réseau de communication de données 4 du véhicule du véhicule automobile 100 permet un partage des données relatives au véhicule entre les différents systèmes de traitement de données du véhicule, parmi lesquels le système d’aide à la conduite 2 et notamment le système AEB 50.

Ainsi, par l’intermédiaire du réseau 4, le système AEB 50 reçoit les données suivantes :
- des données issues des moyens de perception 1, notamment des données de perception fusionnées entre les différents moyens de perception
- des données cinématiques du véhicule, notamment les vitesses, accélérations, jerks appliqués à chaque instant par le véhicule automobile 100,
- des informations relatives aux commandes de conduite issues du conducteur, comme un couple moteur ou un couple de freinage ou un angle du volant ou encore un couple appliqué au volant,
- des données relatives aux commandes réellement appliquées par les effecteurs de mouvement du véhicule automobile, c’est-à-dire un actionneur de couple moteur, un actionneur de freins et un actionneur de rotation des roues directrices du véhicule automobile 100,
- des données de trajectoire planifiée du véhicule automobile 100.

Le module de contrôle du mouvement 40 comprend en outre une unité de calcul 43 comprenant un microprocesseur 431, une mémoire électronique 432 et des interfaces de communication 433 permettant au microprocesseur de communiquer avec la mémoire 432, le réseau 4, le module de décision 30, le système de direction pilotable 41 et le système de freinage autonome 42.

Dans le mode de réalisation décrit, le système de freinage d’urgence selon l’invention est intégré au module de contrôle du mouvement 40, et mis en œuvre par l’unité de calcul 43.

Le système de freinage d’urgence selon l’invention est utilisé dans des situations de conduite où la décision d’effectuer un freinage d’urgence est prise soit par un conducteur du véhicule automobile 100, soit par le système 2 d’aide à la conduite du véhicule automobile 100, notamment par le module de décision 30.

Dans la suite du document, on distingue un premier instant de prise de décision d’un freinage d’urgence, et un deuxième instant de mise en œuvre d’un freinage d’urgence.
Lorsque la prise de décision d’un freinage d’urgence provient du conducteur, on considère que le premier et le deuxième instant coïncident. En d’autres termes, le système de freinage selon l’invention reçoit l’information d’une décision d’un freinage d’urgence au moment où le freinage d’urgence est appliqué par le conducteur. Cette information peut être reçue notamment via le réseau 4.

En revanche, lorsque la prise de décision d’un freinage d’urgence provient du système 2 d’aide à la conduite, un délai d’attente DTR peut être appliqué entre l’instant où le module de décision 30 transmet une commande de freinage d’urgence au module de contrôle du mouvement 40, et le moment où le module de contrôle du mouvement 40 commande l’actionneur de freins 32. L’application d’un délai d’attente DTR entre la décision et la mise en œuvre du freinage d’urgence fournit un délai de réaction supplémentaire au conducteur pour éviter une collision.

Un premier mode d’exécution du procédé de freinage d’urgence est décrit ci-après en référence à la .

Dans une première étape E1, on reçoit des données issues du système de perception 1 et des données issues du réseau CAN.

A partir des données issues du système de perception 1, on construit une perception structurée de la scène de conduite.

Dans un mode de réalisation, les données issues du système de perception 1 permettent de délimiter une zone sans risque de collision autour de la position du véhicule automobile 100, ainsi qu’une représentation des obstacles situés dans la zone de perception.

En complément, les données issues du système de perception 1 combinées aux données issues du réseau CAN permettent de construire une perception structurée du scénario de conduite sur la zone de perception, notamment une perception du trafic environnant le véhicule automobile 100, en termes de densité de trafic et de position des sujets d’intérêt (véhicules, piétons).

En complément ou alternativement, la mémoire électronique 432 peut contenir un ensemble de données numériques représentant l’infrastructure réelle de l’environnement du véhicule automobile 100. Ces données numériques concernent, de manière générale, tous les éléments pouvant inférer un choix dans la conduite du véhicule automobile 100. Elles concernent notamment le tracé et les limites des portions de chaussées navigables, le nombre de voies des portions de chaussées, les limitations de vitesse applicables sur les portions de chaussées, le type de marquage au sol et leur localisation, la présence et position de panneaux de signalisation, de feux tricolores et de ronds-points.

Dans une deuxième étape E2, grâce à la perception structurée de la scène de conduite et/ou du scénario de conduite sur la zone de perception, on détecte un risque de collision du véhicule automobile 100 avec un obstacle situé sur sa trajectoire.

En complément, on peut détecter d’autres situations qui mettrait le conducteur ou l’environnement du véhicule automobile 100 en danger sans générer nécessairement une collision, par exemple un risque de sortie de route. Pour cela, on peut analyser le tracé des lignes de délimitation des voies à partir des images issues des caméras.

Avantageusement, l’étape E2 comprend une étape de génération d’une alerte visuelle ou auditive dans l’habitacle du véhicule lorsqu’un risque de collision est identifié.

On enchaine ensuite sur l’étape E3 de prise d’une décision d’un freinage d’urgence du véhicule automobile.

Dans l’étape E3, on évalue si un freinage d’urgence doit être immédiatement appliqué au véhicule automobile 100.

Le déroulement de l’étape E3 prend en compte d’une part le cas où le freinage d’urgence est commandé par le conducteur, et d’autre part le cas où le freinage d’urgence est commandé par le système de décision 30.

L’étape E3 comprend tout d’abord une sous-étape E31 de vérification de conditions d’application d’un freinage d’urgence selon l’invention, c’est-à-dire avec redressement des roues directrices 5.

Notamment, dans la sous-étape E31, on vérifie si une vitesse longitudinale de déplacement du véhicule automobile est supérieure à un seuil minimal de vitesse VL_MIN, VL_MIN pouvant être égal, par exemple, à 30 km/h. Avantageusement, la valeur du seuil VL_MIN est ajustée lors du calibrage du véhicule automobile 100.

Par ailleurs, dans la sous-étape E31, on vérifie qu’une trajectoire extrapolée du véhicule automobile après redressement des roues ne génère pas un risque de collision ou un risque de sortie de route. Par exemple, dans un mode de réalisation, on vérifie si une distance de déplacement sans collision du véhicule automobile mesurée selon une trajectoire en ligne droite, est supérieure à un seuil de distance minimale sans collision donné. Avantageusement, le seuil de distance minimale sans collision donné peut dépendre des données cinématiques relatives au déplacement longitudinal, telles que la vitesse et/ou l’accélération et/ou le jerk appliqués par le véhicule automobile 100 à l’instant de vérification.

Dans les cas où les conditions de mise en œuvre d’un freinage d’urgence avec redressement des roues ne sont pas vérifiées, on considère que le redressement des roues directrices 5 avant le freinage d’urgence n’est pas souhaitable. On enchaine alors directement sur l’étape E5 de commande automatique des actionneurs de freins 32.

Sinon, on se situe dans un cas où il est avantageux de redresser les roues du véhicule avant d’effectuer un freinage d’urgence.

Dans le cas où le freinage d’urgence est commandé par le conducteur, suite à l’étape E31 on enchaine directement sur l’étape E4 de commande du système de direction pilotable 41.

Alternativement, si le freinage d’urgence est commandé par le module de décision 30, alors on évalue la possibilité de retarder la mise en œuvre du freinage d’urgence. En effet, dans certaines conditions de conduite, la possibilité de redresser les roues directrices 5 du véhicule automobile 100 permet de retarder la décision d’un freinage d’urgence automatique sans augmenter les risques de collision.

En d’autres termes, un délai d’attente DTR est appliqué entre un instant de réception d’une commande de freinage d’urgence issue du module de décision 30 et un instant d’exécution de l’étape E4 de commande automatique du système de direction pilotable 41, de sorte que le conducteur du véhicule automobile 100 conserve le contrôle du véhicule durant le délai d’attente DTR.

Ainsi, suite à l’étape E31 lorsque le freinage d’urgence est commandé par le module de décision 30, on enchaine sur la sous-étape E32, dans laquelle on évalue un délai d’attente DTR avant la mise en œuvre du freinage d’urgence avec redressement des roues directrices 5.

Le délai DTR est calculé en fonction d’une distance d’arrêt, notée I_brake, et calculée selon la formule Math 1 issue des travaux de Paul Greibe (« Braking distance, friction and behaviour », 2007).

où,
- I_brake est la distance de freinage en mètres,
- V est la vitesse en km/h,
- g est l’accélération due à la gravité (c’est-à-dire 9.81 m/s^-2),
- est le coefficient moyen de friction entre la voie de circulation et une roue directrice du véhicule automobile 100,
- s est la pente de la voie de circulation.

Les travaux de Paul Greibe fournissent par ailleurs des estimations des coefficients de friction en fonction de la vitesse du véhicule automobile 100 et de la courbure de la trajectoire du véhicule automobile 100. Les résultats de ces travaux sont repris dans le tableau Table 1.

Vitesse du véhicule automobile 100	Coefficient de friction sur route droite	Coefficient de friction sur route courbe
130	0,28	0,27
120	0,29	0,28
110	0,30	0,29
100	0,31	0,30
90	0,33	0,31
80	0,34	0,31
70	0,35	0,31
60	0,36	0,31
50	0,38	0,31

Ainsi, le calcul du délai d’attente DTR prend avantageusement en compte les paramètres suivants :
- une vitesse instantanée du véhicule automobile 100 et/ou,
- une distance de déplacement sans collision du véhicule automobile 100, et/ou
- un coefficient de friction entre une voie de circulation du véhicule automobile 100 et une roue directrice du véhicule automobile 100, et/ou,
- une pente d’une voie de circulation du véhicule automobile 100.

A titre d’exemple de calcul d’un délai d’attente DTR, on considère que le véhicule automobile 100 amorce un virage à la vitesse de 50km/h lorsqu’il fait face à un danger de collision. Si le véhicule maintient une trajectoire courbe, la distance parcourue avant arrêt du véhicule est de 31,7 mètres. En revanche, si les roues directrices du véhicule sont redressées, la distance parcourue avant arrêt du véhicule est de 25,8 mètres. En supposant que le véhicule automobile 100 applique un freinage de 1g (à partir d’une vitesse initiale de 50km/h), le temps freinage en ligne droite est inférieur de 220 millisecondes au temps de freinage en virage. Le véhicule dispose donc d’un délai supplémentaire ou délai d’attente DTR de 220 millisecondes, ce délai pouvant être utilisé par le conducteur pour réagir et éviter la collision sans intervention du freinage d’urgence.

Lorsque le délai DTR est inférieur ou égal à un seuil temporel minimal DTR_MIN, DTR_MIN étant notamment égal à 0, cela signifie que le redressement des roues– qui sera directement suivi du freinage d’urgence- doit être immédiatement mis en œuvre. On enchaine donc sur l’étape E4 de commande du système de direction pilotable 41.

Sinon, le délai DTR étant supérieur à un seuil temporel minimal DTR_MIN, on repousse le déclenchement de la séquence de redressement des roues et de la mise en œuvre d’un freinage automatique d’urgence. On reboucle alors en amont de l’étape E1. Puis on itère sur les étapes E1 à E3, jusqu’à ce que l’une ou l’autre des conditions suivantes soit vérifiée : le conducteur déclenche un freinage d’urgence ou le délai DTR est devenu inférieur au seuil DTR_MIN. Lorsque l’un ou l’autre de ces conditions est vérifiée, on enchaine sur l’étape E4.

Dans un mode de réalisation, les itérations sur les étapes E1 à E3 s’effectuent à une fréquence égale à 100 Hertz.

Dans l’étape E4, on commande le système de direction assisté 41 pour diminuer un angle de braquage des roues directrices à une valeur inférieure ou égale au premier seuil d’angle de braquage ARD_MIN. Néanmoins, si le conducteur exerce un couple de résistance qui est supérieur à un seuil de couple minimal CR_MIN sur un volant 6 du véhicule automobile 100, alors l’étape de commande automatique E4 du système de direction pilotable s’interrompt. Le seuil de couple CR_MIN peut être égal à 5 Newton mètres.

Puis, si le freinage d’urgence est commandé par le module de décision 3, on enchaine sur l’étape E5.

Dans l’étape E5, on applique une commande automatique des actionneurs de freins 32, de sorte à mettre en œuvre un freinage d’urgence du véhicule automobile 100.

Un deuxième mode d’exécution du procédé de freinage d’urgence selon l’invention est décrit en référence à la . Le deuxième mode d’exécution ne matérialise pas le décalage temporel entre la décision et l’exécution du freinage.

Dans une première étape S1, on construit une perception de la scène de conduite.

Dans une deuxième étape S2, on détecte une collision imminente.

Dans une troisième étape S3, on détecte qu’un freinage d’urgence est déclenché par le conducteur du véhicule automobile 100 ou par le système automatique de freinage d’urgence.

Dans une quatrième étape S4, on vérifie si la vitesse du véhicule est supérieure à un seuil minimal de vitesse VL_MIN. Si oui on enchaîne sur l’étape S5. Si non, on reboucle sur l’étape S3.

Dans une cinquième étape S5, on vérifie s’il existe un espace libre navigable devant le véhicule automobile 100. Si oui, on enchaîne sur l’étape S6. Si non, on reboucle sur l’étape S3.

Dans une sixième étape S6, on vérifie si le volant 6 est tourné. Si oui on enchaîne sur l’étape S7. Si non, on reboucle sur l’étape S3.

Dans une septième étape S7, on redresse le volant 6 à une position neutre (correspondant à un angle de rotation du volant 6 égal à 0 degrés) par l’intermédiaire du système de direction pilotable 41.

Les figures 5 et 6 illustrent un cas de mise en œuvre du procédé de freinage d’urgence selon le premier mode d’exécution.

En référence aux figures 5 et 6, on suppose que le véhicule automobile 100 se déplace sur une route comprenant un croisement C1 situé à l’avant du véhicule automobile 100. Le croisement C1 est un croisement en forme de « X » entre deux routes à double sens R1, R2.

La représente l’arrivée du véhicule automobile 100 au niveau du croisement C1. Le véhicule automobile 100 se déplace sur la route R1 puis arrive au niveau du croisement C1. Le conducteur du véhicule automobile 100 a alors le choix entre continuer tout droit sur la route R1, ou emprunter la route R2 pour tourner soit à gauche, soit à droite. Le conducteur du véhicule automobile 100 fait le choix de tourner à gauche. L’engagement du véhicule automobile 100 dans le croisement C1 génère un risque de collision entre le véhicule automobile 100 et un deuxième véhicule automobile 200 arrivant à sa gauche sur la route R2.

La mise en œuvre du procédé de freinage d’urgence selon l’invention s’effectue comme suit.

Dans la première étape E1, on reçoit des données issues du système de perception 1, permettant notamment de détecter la présence du deuxième véhicule automobile 200 et de construire une perception structurée de la scène de conduite.

Dans la deuxième étape E2, à partir des informations recueillies dans l’étape E1, on détecte un risque de collision entre le véhicule automobile 100 et le deuxième véhicule 200. Avantageusement, on génère une alerte visuelle et/ou sonore dans l’habitacle du véhicule automobile 100.

Dans la troisième étape E3, et plus particulièrement dans la sous-étape E31, on vérifie s’il est avantageux de redresser les roues avant d’appliquer un freinage d’urgence. Dans la situation représentée par les figures 4 et 5, la voie R1 sur laquelle se situe encore le véhicule automobile 100 se prolonge au-delà du carrefour, et aucun obstacle (véhicule, piéton) ne génère un risque de collision dans le cas où le véhicule automobile 100 poursuit sa trajectoire sur la route R1. Ainsi, un redressement des roues sensiblement dans l’axe du véhicule automobile 100 ne provoquera pas un risque supplémentaire de collision, et le véhicule automobile 100 ne sortira pas des limites de la route R1 s’il continue tout droit.

On vérifie en outre que le véhicule automobile 100 se déplace à une vitesse longitudinale supérieure au seuil minimal de vitesse VL_MIN.

Ainsi, on considère que dans les conditions décrites par les figures 4 et 5, il est avantageux de redresser les roues du véhicule automobile 100 en amont de l’application d’un freinage d’urgence.

Deux cas de figures se présentent alors :
- dans un premier cas, le freinage d’urgence a été initié par le conducteur du véhicule automobile 100,
- dans un second cas, à ce stade du déroulement du procédé, le module de décision 30 a détecté une probable nécessité d’un freinage d’urgence.

Dans le premier cas, le conducteur ayant déjà initié un freinage d’urgence, on enchaine directement sur l’étape E4 dans laquelle on redresse les roues du véhicule automobile 100.

Dans le second cas, on enchaine sur l’étape E32 pour évaluer la possibilité de retarder la mise en œuvre du freinage d’urgence d’un délai d’attente DTR, ce qui laisserait plus de temps au conducteur du véhicule automobile 100 pour réagir par lui-même au risque de collision. Pour cela, après l’étape E32, on reboucle sur l’étape E1 et on continue ainsi jusqu’à la fin délai d’attente DTR.

A la fin du délai d’attente DTR, si le conducteur n’a pas agi ou si l’intervention du conducteur ne permet pas d’éviter une collision avec le deuxième véhicule automobile 200, on enchaine sur l’étape E4 de redressement des roues, directement suivie de l’étape E5 de freinage d’urgence.

La illustre le résultat du freinage d’urgence sans mise en œuvre de l’invention (position P1 du véhicule automobile 100) et avec mise en œuvre de l’invention (position P2 du véhicule automobile 100). La position P2 est plus éloignée du véhicule 200 que la position P1, ce qui permet au véhicule de 200 d’éviter plus aisément la collision, ou d’appliquer un freinage d’urgence sur une distance plus longue.

Plus généralement, les avantages du procédé de freinage d’urgence selon l’invention sont multiples.

Grâce au redressement des roues directrices, l’adhérence des roues à la chaussée est meilleure donc la distance et la durée de freinage sont réduites. C’est d’autant plus vrai dans les cas où un redressement des roues évite le déclenchement du système ABS. La réduction de la distance de freinage limite les conséquences de la collision. La réduction de la durée de freinage permet quant à elle de laisser plus de temps au conducteur pour réagir par lui-même au risque de collision.

Ce dernier point est également primordial pour éviter un déclenchement prématuré d’un freinage d’urgence alors que le conducteur pouvait encore intervenir pour limiter les conséquences de la collision.

Par ailleurs, dans certaines configurations de trafic, le redressement automatique des roues permet de réduire le déplacement du véhicule automobile 100 vers la zone critique de collision, en particulier en ce qui concerne la distance latérale entre le véhicule automobile 100 et la zone critique de collision (comme cela est illustré par la ).

L’ensemble de ces avantages permet d’augmenter la confiance de l’usager dans le système de freinage d’urgence, et l’acceptabilité par l’usager de la mise en œuvre d’un tel système.

Enfin, le procédé de freinage d’urgence selon l’invention est simple à mettre en œuvre et n’utilise que des moyens techniques déjà présents sur les véhicules actuels.

Claims

Procédé de freinage d’urgence d’un véhicule automobile (100), le véhicule automobile (100) comprenant des roues directrices (5) et un système de direction pilotable (41) apte à commander le braquage des roues directrices (5),
caractérisé en ce qu’il comprend une étape de commande automatique (E4) du système de direction pilotable (41) pour diminuer un angle (ARD) de braquage des roues directrices (5), notamment à une valeur inférieure ou égale à un premier seuil (ARD_MIN) de braquage des roues directrice (5), le premier seuil (ARD_MIN) étant inférieur à 3 degrés.
Procédé de freinage d’urgence selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de gestion (E3) d’une commande de freinage d’urgence du véhicule automobile (100), la commande de freinage d’urgence étant issue soit d’un conducteur du véhicule automobile (100), soit d’un module de décision (30) d’un système d’aide à la conduite (2) du véhicule automobile (100).
Procédé de freinage d’urgence selon la revendication précédente, le véhicule automobile comprenant des actionneurs de freins (32) et un système d’aide à la conduite (2) comprenant un module de décision (30), caractérisé en ce que, lorsque la commande de freinage d’urgence est issue du module de décision (30), alors l’étape (E4) de commande automatique du système de direction pilotable (41) est suivie d’une étape (E5) de commande automatique des actionneurs de freins (32) pour mettre en œuvre un freinage d’urgence.
Procédé de freinage d’urgence selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’un délai d’attente (DTR) est appliqué entre un instant de réception d’une commande de freinage d’urgence issue du module de décision (30) et un instant d’exécution de l’étape (E4) de commande automatique du système de direction pilotable (41), de sorte qu’un conducteur du véhicule automobile (100) conserve le contrôle du véhicule durant le délai d’attente.
Procédé de freinage d’urgence selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’étape (E3) de gestion comprend un calcul du délai d’attente (DTR) en fonction de :
- une vitesse instantanée du véhicule automobile (100) et/ou,
- une distance de déplacement sans collision du véhicule automobile (100), et/ou
- un coefficient de friction entre une voie de circulation du véhicule automobile (100) et une roue directrice du véhicule automobile (100), et/ou,
- une pente d’une voie de circulation du véhicule automobile (100).
Procédé de freinage d’urgence selon l’une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l’étape de gestion (E3) d’une commande de freinage d’urgence comprend :
- une comparaison d’une vitesse instantanée de déplacement du véhicule automobile à un seuil minimal de vitesse (VL_MIN),
et/ou
- une comparaison d’un angle volant du véhicule automobile à un seuil minimal d’angle volant,
et/ou
- une comparaison de l’angle (ARD) de braquage des roues directrices (5) au premier seuil (ARD_MIN), et/ou
- une comparaison d’une distance de déplacement sans collision du véhicule automobile (100) à une distance minimale donnée.
Procédé de freinage selon l’une des revendications précédentes, le véhicule automobile (100) étant équipé d’un volant (6), caractérisé en ce que l’étape de commande automatique (E4) du système de direction pilotable (41) s’interrompt si un conducteur du véhicule automobile exerce sur un volant (6) du véhicule automobile (100) un couple de résistance qui est supérieur à un seuil de couple minimal (CR_MIN), notamment un seuil de couple (CR_MIN) égal à 5 Newton mètres.
Dispositif (50) de freinage d’urgence d’un véhicule automobile (100), le véhicule automobile étant équipé d’un système de perception (1), d’effecteurs de mouvement (3), d’un réseau de données (4), de roues directrices (5) et d’un volant (6), le dispositif comprenant des éléments (10, 20, 30, 40, 41, 42, 43, 431, 432, 433, 4311, 4312, 4313, 4314, 4315) matériels et/ou logiciels mettant en œuvre le procédé selon l’une des revendications 1 à 7, notamment des éléments matériels (41, 42, 43) et/ou logiciels conçus pour mettre en œuvre le procédé selon l’une des revendications précédentes, et/ou le dispositif comprenant des moyens de mettre en œuvre le procédé selon l’une des revendications précédentes.
Système d’aide à la conduite (2) d’un véhicule automobile comprenant un dispositif de freinage d’urgence (50) selon la revendication précédente.
Véhicule automobile (100) comprenant un système d’aide à la conduite (2) selon la revendication précédente.