FR3107366A1 - Procede de pilotage du robot de conduite utilise pour les essais d’homologation de vehicules automobiles - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de pilotage d’un robot de conduite destiné aux essais d’homologation des véhicules automobiles par chargement d’un gabarit de consigne (C) de vitesse à au moins un régulateur couplé audit robot, caractérisé en ce qu’on applique au gabarit de consigne un décalage temporel correspondant au retard moyen constaté lors du suivi de consigne par ledit régulateur de telle sorte qu’une consigne (C’) devant s’appliquer initialement audit robot à l’instant (T) sera appliquée de façon anticipée à l’instant (T). Fig. 3A

Description

PROCEDE DE PILOTAGE DU ROBOT DE CONDUITE UTILISE POUR LES ESSAIS D’HOMOLOGATION DE VEHICULES AUTOMOBILES

L’invention s’applique au domaine de la gestion de la phase de mise au point et d’homologation de véhicules automobiles.

Plus précisément, l’invention concerne un procédé de pilotage du robot de conduite destiné à la mise au point finale en usine des véhicules sur des bancs à rouleaux.

La mise au point des véhicules automobiles à motorisation essence, diesel, hybride et électrique est effectuée sur des moyens d’essais du type bancs à rouleaux où un robot de conduite assure, de manière autonome et automatique, le suivi des cycles de mise au point et d’homologation des véhicules.

Ces robots de conduite comprennent des actionneurs destinés à commander mécaniquement, notamment, la pédale de frein, la pédale d’accélérateur et le levier de changement de vitesse selon des modes de fonctionnement et des temps de mise en œuvre variables et des réglages spécifiques en fonction du véhicule à tester.

Toutefois, les coûts, le temps passé pour l’installation du robot, les difficultés de mise en œuvre de ces systèmes robotisés et surtout les contraintes liées à leur paramétrage qui est nécessaire et propre à chaque type de véhicule, rendent un tel processus d’essais laborieux et incompatible avec les besoins identifiés par les constructeurs.

Il existe déjà des systèmes permettant, dans le cadre d’essais d’homologation des véhicules, l’actionnement automatique de leurs organes de conduite.

Ainsi, le document US5372035A1 décrit un procédé d’essai de conduite d’un véhicule automobile consistant à installer un corps de robot sur l’assise du siège conducteur et à le fixer au moyen d'une courroie et d’une tige de maintien positionnée à l’avant du siège et soutenue par une jambe de force mise en appui sur le plancher.

Le brevet EP0236518B1 décrit un procédé et un dispositif destinés à des tests portant sur les organes de pilotage d’un véhicule. Ce dispositif comprend un système d’actionnement automatique pourvu de moyens d’accrochage sur une traverse située sous le siège conducteur et de moyens de maintien prévus entre un bras et un appui d’assise.

Cependant, pour réduire le temps de paramétrage du robot et être robuste aux variations de paramètres des différents véhicules à piloter, la mise en œuvre de ces procédés et dispositifs implique des adaptations préalables du gabarit de consigne et des réglages mécaniques nombreux et complexes.

En particulier, les solutions techniques décrites dans l’art antérieur nécessitent d’adapter les paramètres du régulateur du robot en fonction des caractéristiques du véhicule à tester (type de moteur, silhouettes, règles de circulation routière, rapports de transmission) pour obtenir les performances exigées.

Dans ce contexte, l’invention propose une solution technique permettant, par un unique réglage du robot de conduite et quel que soit le véhicule à tester, de s’affranchir de la gestion de la diversité des paramètres.

Ce but est atteint, selon l’invention, au moyen d’un procédé de pilotage d’un robot de conduite destiné aux essais d’homologation des véhicules automobiles par chargement d’un gabarit de consigne de vitesse à au moins un régulateur couplé audit robot, caractérisé en ce qu’on applique au gabarit de consigne un décalage temporel (∆T) correspondant au retard moyen constaté lors du suivi de consigne par ledit régulateur de telle sorte qu’une consigne devant s’appliquer initialement audit robot à un instant (T) donné sera appliquée de façon précoce à l’instant (T -∆T).

Selon une caractéristique avantageuse du procédé, on applique le décalage temporel (∆T) sur l’intégralité du gabarit de consigne.

Selon un mode de mise en œuvre préférentiel du procédé de l’invention, le décalage temporel (∆T) est égal à 800ms.

Selon une autre caractéristique du procédé, on applique le décalage temporel (∆T) de la consigne par le paramétrage d’un unique régulateur.

Un autre objet de l’invention est un dispositif de pilotage d’un robot d’homologation pour la mise en œuvre du procédé tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce qu’il comprend une commande d’accélération couplée à un régulateur global et une commande de freinage couplée à un régulateur local, ledit régulateur global étant apte et destiné à être paramétré avec le décalage temporel de la consigne de vitesse.

Encore un autre objet de l’invention est une utilisation du procédé tel que défini ci-dessus pour la mise au point et l’homologation des véhicules automobiles sur des bancs à rouleaux.

L’invention, intégrée dans un robot de conduite (par exemple du type «Curb-e»), consiste à piloter un véhicule équipé d’un calculateur dit de développement et d’une transmission automatique sur un banc à rouleaux pour suivre, en toute autonomie, une consigne de vitesse, généralement issue de cycles de validation ou d’homologation, en intégrant un décalage temporel du gabarit de consigne de vitesse appliqué à un régulateur. Ce régulateur est paramétré avec une faible dynamique pour assurer une qualité de régulation conforme aux exigences et valable quel que soit le véhicule à piloter de façon robotisée.

Le procédé de l’invention permet ainsi, grâce à un unique réglage du robot de conduite et quel que soit le véhicule à tester, de résoudre les problèmes de gestion de la diversité des paramètres ce qui offre un gain de temps, améliore la fiabilité des essais et la sécurité de fonctionnement du système.

Par conséquent, l’invention, s’affranchit de la gestion complexe des divers réglages du régulateur de conduite et offre un gain de temps significatif du fait que le procédé ne nécessite pas d’essais spécifiques pour paramétrer le robot de conduite en présence d’une nouvelle silhouette de véhicule, d’un nouveau moteur ou d’une nouvelle transmission.

En effet, les procédés antérieurs nécessitaient au moins une journée de travail pour paramétrer et valider un régulateur de façon optimale lorsqu’il s’agissait de tester de nouveaux véhicules ce qui pénalisait les ressources matérielles en raison du manque de disponibilité des bancs à rouleaux.

En outre, le procédé de l’invention s’avère robuste pour les tests sur tous types de véhicules à transmission automatique et à motorisation essence, diesel, hybride et électrique sans modifications des réglages.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux dessins annexés et détaillés ci-après.

est un graphe illustrant le suivi de consigne selon un mode de mise en œuvre d’un procédé de pilotage de l’art antérieur.

est une vue partielle et agrandie du graphe de la figure 1A.

est un graphe illustrant le suivi de consigne selon un mode de mise en œuvre du procédé de pilotage de l’invention avec un décalage temporel de la consigne.

est une vue partielle et agrandie du graphe de la figure 2A.

est un graphe illustrant les consignes de vitesse et les mesures de vitesse selon des modes de mise en œuvre, respectivement, d’un procédé de pilotage de l’art antérieur et selon l’invention avec un décalage temporel de la consigne.

est une vue partielle et agrandie du graphe de la figure 3A.

est un schéma illustrant un mode de réalisation d’un dispositif pour la mise en œuvre du procédé de l’invention.

Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques dans la description et sur la figure.

Naturellement, les modes de mise en œuvre du procédé de l’invention illustrés par les figures présentées ci-dessus et décrites ci-après, ne sont donnés qu'à titre d’exemples non limitatifs. Il est explicitement prévu que l'on puisse proposer et combiner entre eux différents modes pour en proposer d'autres.

L’invention concerne le domaine du pilotage des robots destinés à la conduite automatique des véhicules sur les bancs d’essais à rouleaux, lors des phases de mise au point finale et d’homologation en usine.

Afin de conduire les essais de façon satisfaisante, les méthodes et systèmes de pilotage de l’art antérieur nécessitent d’adapter les paramètres du régulateur du robot en fonction des caractéristiques du véhicule à tester (type de moteurs, silhouettes, règles de circulation routière, rapports de transmission).

L’invention vise à perfectionner les méthodes de pilotage connues en proposant un procédé intégrant un réglage unique des moyens de pilotage du robot quels que soient les véhicules à tester et les gabarits de consigne à suivre. Ce procédé permet ainsi de réduire le temps de paramétrage et d’être robuste aux variations des caractéristiques techniques des véhicules. Dans cet objectif, le procédé de l’’invention comprend deux étapes complémentaires l’une de l’autre.

Une première étape consiste à effectuer la synthèse du régulateur utilisé qui est, en général, sous-dimensionné sur l’aspect dynamique de régulation. Cette dégradation de la dynamique de régulation permet d’optimiser la robustesse du réglage au regard des différentes variétés de véhicules.

Un mode de réalisation du dispositif utilisé pour la mise en œuvre du procédé de l’invention en vue de l’homologation d’un véhicule A, est illustré schématiquement par la figure 4. Ce dispositif comprend, d’une part, une commande d’accélération 11 couplée à un régulateur global 1 et agissant sur une pédale P et, d’autre part, une commande de décélération 12 couplée à un régulateur local 2 agissant sur une commande de freinage 22 associée à un vérin V. Une consigne C de vitesse est chargée en entrée dans le régulateur global1 et une mesure de vitesse M est obtenue en sortie.

Le régulateur global 1 privilégie la stabilité des mesures au détriment des performances dynamiques (temps de réponse et suivi de consigne). Toutefois, les résultats d’essais obtenus avec ce type de réglage, et sans l’apport de l’invention, sont encore insuffisants pour atteindre la précision exigée.

Dans ce contexte et afin d’augmenter les performances du procédé, l’invention prévoit une seconde étape spécifique permettant d’obtenir un mode de régulation compatible avec les exigences du cahier des charges tout en conservant la robustesse du réglage.

Cette seconde étape est effectuée en automatique lors du lancement de l’essai et consiste à introduire une modification du gabarit de consigne à partir du gabarit initial qui est déjà connu. Cette modification a pour but de compenser le retard de régulation généré par le réglage initial et consiste donc à appliquer, sur l’intégralité du gabarit de consigne, un décalage temporel. Le gabarit de consigne en vitesse étant connu avant de lancer l’essai, ce décalage temporelpermet de répondre aux exigences de suivi de consigne imposées quelles que soient la silhouette, la motorisation et la transmission automatique du véhicule.

Plus précisément, ce décalage temporel correspond, en valeur absolue, au retard moyen ∆T constaté lors des essais traditionnels des véhicules (tels qu’illustrés par les figures 1A et 1B) et est appliqué de telle sorte qu’une consigne de vitesse C qui devait s’appliquer initialement au robot à l’instant T sera appliquée, selon le procédé de l’invention, à l’instant T-∆T. Ainsi, une consigne modifiée C’ sera appliquée de façon précoce à l’instant T-∆T par le système de pilotage du robot.

La réponse obtenue (mesure de vitesse M’ en traits pointillés sur la figure 1B) permet à la vitesse mesurée du véhicule A de coller parfaitement à la consigne brute C’ (en traits pleins quasiment superposés avec les traits en pointillés sur la figure 2A et en zoom sur la figure 2B) et de remplir ainsi les exigences de l’essai. Comme le montre les figures 2A et 2B, le trainage est alors quasiment inexistant. Le décalage temporel ∆T correspond ici à l’écart entre les courbes C’ et C.

Selon un mode préférentiel de mise en œuvre du procédé de l’invention, le décalage temporel ∆T de la consigne modifiée C’ est fixé à 800ms pour l’ensemble des essais effectués.

Le régulateur global 1 est destiné à être paramétré avec le décalage temporel ∆T de la consigne de vitesse C’ et est paramétré non pas pour obtenir des performances de régulation élevées mais pour obtenir un maximum de robustesse de régulation vis-à-vis de la diversité des véhicules à tester par le constructeur.

En effet, ce typage dégrade le suivi de consigne mais accroît la robustesse de régulation (absence d’oscillations et de dépassement important de consigne du type «overshoot» et «undershoot»).

Dans ces conditions, le chargement du gabarit de consigne avec le décalage temporel ∆T dans le robot de conduite permet de compenser la dégradation induite par le régulateur global 1. Les figures 3A et 3B présentent les résultats des mesures de vitesse M, M’ obtenus, respectivement, avec les consignes traditionnelles C de l’art antérieur et les consignes modifiées et décalées C’ du procédé de l’invention.

Claims (6)

1. Procédé de pilotage d’un robot de conduite destiné aux essais d’homologation des véhicules automobiles par chargement d’un gabarit de consigne (C) de vitesse à au moins un régulateur (1, 2) couplé audit robot, caractérisé en ce qu’on applique au gabarit de consigne un décalage temporel (∆T) correspondant au retard moyen constaté lors du suivi de consigne par ledit régulateur de telle sorte qu’une consigne (C’) devant s’appliquer initialement audit robot à l’instant (T) sera appliquée de façon précoce à l’instant (T-∆T).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’on applique le décalage temporel (∆T) sur l’intégralité du gabarit de consigne.
3. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit décalage temporel (∆T) est égal à 800ms.
4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’on applique le décalage temporel (∆T) de la consigne (C’) par le paramétrage d’un unique régulateur global (1).
5. Dispositif de pilotage d’un robot d’homologation pour la mise en œuvre du procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une commande d’accélération (11) couplée à un régulateur global (1) et une commande de freinage (22) couplée à un régulateur local (2), ledit régulateur global (1) étant apte et destiné à être paramétré avec le décalage temporel (∆T) de la consigne de vitesse (C’).
6. Utilisation du procédé selon l’une des revendications 1 à 4 pour la mise au point et l’homologation des véhicules automobiles sur des bancs à rouleaux.