Traffic jam assist

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Description détaillée

La situation prévue pour le bon fonctionnement d'un système comme le "Traffic Jam Assist" est limitée à des conduites en dessous de 60 km/h (selon les systèmes), où le conducteur peut laisser le véhicule en conduite automatique et reprendre la main dès qu'il le souhaite. Il verra son véhicule maintenir sa voie et une distance de sécurité avec le véhicule qui le précède.


L'objectif est de limiter les accidents (dus à la perte de concentration du conducteur dans ces situations monotones et lentes) et d'offrir plus de confort en permettant au conducteur de réaliser d'autres tâches pendant que le véhicule roule seul.


Pour ce faire, un tel système doit reposer sur une batterie de capteurs et d'équipements de haut niveau : par exemple l'aide au freinage d'urgence, l'assistant de direction d'urgence, l'assistant de maintien de voie, le régulateur de conduite évolué, etc. Mais pour que cela soit fonctionnel, tous ces équipements, en plus de réaliser leur fonction propre, seront mis en commun. Un calculateur adapté sera rajouté pour réaliser la fonction spécifique de « conduite automatique dans les embouteillages » en analysant toutes les données remontées par ces équipements.


Le calculateur principal dans cet équipement devra donc :

• Gérer la caméra de reconnaissance montée en baie de pare-brise
• Gérer le radar de détection vers l'avant
• Analyser les informations des éventuels radars de proximité
• Piloter la direction électrique pour réaliser les manœuvres
• Actionner les freins, gérer la vitesse et les régimes moteurs

Il faut que la direction soit impérativement asservie électriquement pour qu'un tel système soit opérationnel.


Les constructeurs comme Volvo (prototype sur une V40 en 2012), Mercedes (jusqu'à 40 km/h sur un prototype classe S), Audi (jusqu'à 60 km/h, prototype sur A8) ou Ford (prototype sur une S-Max) développent des systèmes qui, une fois  le bouton adapté actionné, prendront en charge le volant … On estime qu'entre 2014 et 2020, ces systèmes devraient passer en production sur les hauts de gamme, puis être progressivement déclinés.


Pour certains constructeurs, cette technologie pourrait fonctionner en parallèle avec les systèmes "Car 2 Car".


L'avenir du projet devrait passer par des changements législatifs, car la Convention de Vienne de 1968 stipule que « tout conducteur doit être en mesure de rester maître de son véhicule à tout moment » (Art. 8). On pourra tout au moins rester dans cet esprit en maintenant,  comme c'est prévu, que le conducteur peut à tout moment reprendre la main, à l'image de ce qui est déjà courant avec les régulateurs-limiteurs de vitesse.

Pour Continental, ce système de conduite partiellement autonome va se développer en 2016. Qu'il soit nommé Trafic Jam Assist ou ACC longitudinal et latéral.

Le système Audi repose sur les fonctionnalités du régulateur de vitesse adaptatif avec stop & go et du système de maintien de voie. Mais de manière générale, tous les autres prototypes sont basés sur un principe similaire. Ici, deux radars scannent un angle respectif de 21 degrés et jusqu'à 250 mètres. Une vidéo grand angle gère les lignes de la voie (maintien de voie), détecte les objets, les véhicules, les piétons et les rails de sécurité. De plus, 8 capteurs ultrasons inspectent l'avant et l'arrière (ceux du système d'aide au parking).

 

Chez Volvo, le système aura un seul radar avant et un lidar en complément mais deux autres radars arrière, le reste est similaire.

L'équipementier TRW a mis sur pied un système de ce type.

 

Il repose sur :

 

• Les capteurs de l'aide au freinage d'urgence
• Les capteurs de l'assistant de direction d'urgence
• Une direction électrique
• Une caméra (détection de lignes de voie, panneaux de circulation, véhicules et piétons)
• Un radar (24 GHz)
• Une compilation de toutes les données

 

Ce système permet de réaliser en plus des évitements de collision et un freinage d'urgence automatique. Aujourd'hui, le freinage et les actions sur la direction vont jusqu'au changement de voie ou l'arrêt complet du véhicule! Avec la modification de la convention de Vienne du 23 mars 2016, le cap est franchi pour aller encore plus loin dans ce type de conduite "autonome" devenue légale.

Voici quelques compléments sur les systèmes à la base du "Traffic Jam Assist".

Le Freinage d'Atténuation de Collision :

Basé essentiellement sur les informations remontant du radar et sur l'ESP, un programme spécifique peut gérer les freinages lors des situations urbaines et à faible vitesse.

Il permettra de déclencher des alertes auditives, visuelles ou tactiles (vibrations du volant, du siège…)

Le freinage sera préchargé ou automatiquement appliqué par le véhicule en fonction de la situation et des réactions du conducteur.

L'aide au freinage d'urgence automatique :

Repose sur les systèmes d'assistance à la direction avancée et l'ESP. Il va ralentir le véhicule afin d'éviter ou limiter la gravité de l'impact lors du choc si l'évitement est impossible. Ce système interviendra avec ou sans manipulation du conducteur.

La caméra avant et le radar sont les deux éléments de base pour produire une image temps réel complète et précise (intégration des données et analyse par le logiciel dédié).

Le radar utilisé peut être un 77 GHz (longue distance) ou un 24 GHz. Ce dernier est souvent utilisé. Il est moyenne portée (entre 150 et 250 m max) et a des angles initiaux de ±12°.

Caractéristiques du radar :

• Technologies à base d'antenne planar
• Onde fréquentielle optimisée
• Fonctionne sur la gamme ISM (bande étroite)

Par exemple, si le système détecte une situation pouvant déboucher sur une collision, une pression de freinage sera automatiquement délivrée sur le véhicule pour le ralentir doucement. Si l'action du conducteur (en direction et freinage) n'est pas suffisante, la pression boost de freinage automatique sera réalisée pour obtenir le maximum possible et limiter l'impact (voire l'éviter).

Assistance de direction automatique d'urgence :

Basée sur la même configuration que l'AFU, avec en plus une direction électrique pour réaliser les interventions sans manipulation par le conducteur.

Le logiciel impliqué cherchera ici à calculer en permanence les trajectoires optimisées.

L'objectif est d'augmenter le couple appliqué par le conducteur pour aider à la stabilité du véhicule lors des manœuvres d'évasion.

En conclusion :

L'ensemble de ces systèmes permet d'avoir un panel de fonctionnalités impressionnantes qui peuvent déboucher sur l'automatisation de la conduite comme nous l'avons vu.  Il n'y aura pas forcément un calculateur pour chacune des fonctions étant donné la fusion des données et les similitudes des capteurs et actionneurs à la base. Il faut davantage l'envisager comme un système intégré capable de réaliser une multitude de tâches différentes, mais toutes liées à la conduite. En tout cas, les systèmes devront être considérés pour chaque véhicule et constructeur.

Voici un listing non exhaustif de ces possibilités :

• Détection et maintien de voie
• Régulateur-limiteur de vitesse évolué
• Freinage automatique (de la pré-charge des freins jusqu'à l'arrêt total)
• Avertisseur de distance entre véhicules
• Avertisseur de collision avant
• Activation des systèmes de prétensionneurs rétractables (pré-crash)
• AFU

Et, bien sûr, le "Traffic Jam Assist" !

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Méthodes et pratiques

- Remplacement ou réparation des faisceaux et des connecteurs défectueux: le choix entre le remplacement ou la réparation est à la discrétion du constructeur.

- Diagnostic et paramétrage éventuel du système: uniquement à l'aide des outils de diagnostics.

- Remplacement éventuel des éléments et réglages initiaux: les initialisations nécessaires sont réalisables grâce à l'outil de diagnostic constructeur. L'alignement vertical avec un inclinomètre et horizontal suite à un test routier et avec l'outil de diagnostic. Apprentissage des caméras (en général par un test routier)


Les techniciens peuvent:

• Réaliser des mises à jour des données lors d'une évolution des fonctions
• Réaliser des diagnostic-Remplacement suite à un dysfonctionnement
• Réaliser l'apprentissage et/ou un test routier après le remplacement ou dépose/repose.

Tous les intervenants (techniciens comme non techniciens) peuvent:

• Contrôler l'état du support de la caméra et/ou du lidar et/ou du radar
• S'assurer de la propreté du pare-brise, de la caméra et/ou du lidar et/ou radar
• Réaliser la procédure d'apprentissage après le remplacement du pare-brise.
• Dans certains cas, le constructeur oblige à mettre le lidar déposé dans un sac isolant en cas de dépose/repose.
• Ne jamais regarder le laser avec un instrument optique à une distance inférieure à 10cm (lésions oculaires).

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Impact sur les compétences en atelier

Les techniciens doivent être en mesure de:

• connaître la structure des réseaux multiplexés
• connaître les protocoles et leurs modes dégradés
• maîtriser la lecture des schémas électriques.
• maîtriser toutes les fonctions de l'outil de diagnostic.
• maîtriser toutes les fonctions de l'oscilloscope et du multimètre.
• connaître les procédures de configuration et de paramétrage.
• tester, initialiser et installer des caméras , des lidars, des radars.
• utiliser les équipements de calibration

Les non techniciens doivent être en mesure de:

• connaître les procédures de configuration et de paramétrage.
• avoir des notions du  fonctionnement des caméras , des lidars, des radars.
• déposer et reposer le radar/lidar/caméra en respectant les procédures comme les angles et l'état de la tôle support du radar ou l'apprentissage pour la caméra.
• réaliser les étapes de calibration et de test
• utiliser les équipements de calibration

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Exemple d’outillage approprié

Outil de diagnostic
Outils de calibration
Inclinomètre