Brevet FR2437317A1 — publié le 19800425

La présente invention se. rapporte d'une manière générale aux véhicules automobiles entraînés par un moteur à combustion interne et pourvus d'une boite de changement de vitesses à commande manuelle, et concerne particulièrement un procédé et des dispositifs d'assistance à la conduite d'un tel véhicule visant à en réduire la consommation moyenne de carburant sans altération sensible de ses performances. Les plages de rendement optimal d'un-moteur à combustion interne se si-. tuent gén8ralement un peu au-dessous de la pleine charge - correspondant à la plus grande ouverture du papillon pour un moteur alimenté par un carburateur et donc à une puissance voisine du maximum possible pour un régime de rotation donné, En fait, la mise en oeuvre de cette puissance maximale est superflue sur une route de profil normal dans les conditions banales de circulation, et ne devient nécessaire que pour gravir de fortes rampes ou obtenir des accélérations énergiques C'est dire qu'en pratique et avec un style de conduite normal, il n'est que rarement besoin de solliciter le moteur jusqu'à sa puissance maximale. à chaque régime de rotation, et que dans la plupart des cas de circulation, une puissance plus modérée suffit pour assurer des performances convenables en dis-posant de ce fait à tout moment d'une réserve de puissance immédiatement mobilisable, par exemple pour un dépassement, et donc favorable à la sécurité, Dans ces conditions, la consommation spécifique du moteur est certes plus élevée que lorsqu'il est sollicite au voisinage de sa puissance maximale, mais par contre, la quantité de carburant nécessaire pour effectuer un parcours donné se trouve réduite, puisqu'une moindre puissance est mise en oeuvre.En d' autres termes et selon le critère habituel, la consommation aux 100 km se trouve réduite dans des proportions très appréciables, sans que la vitesse moyenne sur un long parcours s'en trouve sensiblement péjorée, lorsque le conducteur du véhicule adopte un style de conduite "calme" et régulier, et en particulier, s'astreint à ne demander au moteur que la moindre puissance compatible avec la -vitesse souhaitée et les conditions de route et s'abstient de pousser le moteur à des régimes de rotation trop élevés. L'invention e précisément pour but d'inciter le conducteur d'un véhicule automobile à adopter un tel style de conduite, au plus grand profit de l'écono- mie de carburant, en le laissant toutefois parfaitement libre de passer quand besoin est à une conduite plus énergique, et donc sans préjudice pour la sécurité de la circulation. A cet effet, l'invention a pour premier objet un procédé d'assistance à la conduite d'un véhicule automobile, essentiellement caractérisé en ce qu'il -consiste à présenter en permanence au conducteur une indication visuelle et/ou sonore, élaborée par voie automatique et de signification sélective, l'incitant| à adopter le plus long rapport de transmission et la moindre course de la pédale d'accélération qui soient compatibles avec la vitesse actuelle du véhicule pour des conditions de circulation prédéterminées. Ces conditions sont bien entendu déterminées en fonction des performances du véhicule concerné, et par ailleurs peuvent entre ou bien fixées une fois pour toutes à des valeurs adaptées à une conduite économique sur une route de profil normal, ou bien être en outre modifiables par règlage ou programmation en Fonction du parcours envisagéet/ou du style de conduite désiré. L'invention a encore pour objet tout dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement des capteurs de la vitesse du véhicule et de la charge de son moteur, à chacun desquels sont associés des moyens de comparaison et/ou commutation qui engendrent en fonction de seuils échelonnés de vitesse ou de charge respective- ment, des signaux sélectifs de type binaire, des circuits d'agencement matriciel effectuant la combinaison logique desdites signaux pris deux à deux pour fournir, en réponse à chaque couple actuel charge/vitesse et selon une table de vérité prédéterminée correspondant aux conditions de circulation précitées, l'un de plusieurs signaux de sortie distincts, st des moyens pour convertir chaque signal de sortie en une indication visuelle et/ou sonore respective, aisément perceptible et identifiable, en vue de signifier au conducteur la position optimale de la pédale d'accélération. Le dispositif conforme à l'invention cornprend en outre avec avantage un capteur du régime de rotation du moteur et au moins un organe à seuil associé, par l'action duquel les indications précitées sont neutralisées en cas de depas- sement d'un régime critique, et remplacées par une indication spéciale signifiant au conducteur d'avoir à enclencher le rapport de transmission supérieur, voire à lever le pied impérativement en cas de surrégime. La combinaison des différentes informations charge, vitesse et/ou régime peut être effectuée par des circuits logiques statiques ou bien par des circuits de commutation électro-mécaniques De même, les seuils échelonnés de charge, vitesse et/ou régime peuvent être fixés par des commutateurs ou contacteurs éventuellement règlables, ou par des comparateurs statiques éventuellement programmablqs. Ces deux fonctions pourraient aussi bien être assurées par traitement numérique d'informations codées à l'aide d'un microprocesseur. Dans ce cas, les informations codées de charge, vitesse et/ou régime fournies par des capteurs appropriés - tels qu'un tachymètre ou compte-tours électronique - pourraient avec avantage être périodiquement comparées par soustraction au contenu initial de registres fixant les valeurs de seuil des paramètres, ainsi rendues facilement programmables par exemple au moyen de cartes perforées, de feuillets magnétiques ou autres supports d'information conventionnels. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à la lecturs de la description détaillée qui suit de quelques exemples de mise en oeuvre nullement limitatifs illustrés par les dessins annexés, sur lesquels La Figure 1 rassemble quatre graphiques illustrant le comportement d'un véhicule - type pour difFérents rapports de transmission et la table de vérité en résultant; La Figure 2 donne l'organigramme logique d'un dispositif conforme à 1' invention pour l'indication de la table de vérité précités; La Figure 3 illustre schématiquement un exemple de realisation électromécanique du dispositif précédent; et La Figure 4 représente une carte perforée et ses palpeurs pour la pro grammation d'un dispositif selon l'invention. Chacun des graphiques de la Figure 1 montre de manière approximative les différentes plages de fonctionnement - du point de vue de l'économie possible sur la consommation moyenne de carburant sur un long parcours - d'un moteur à combustion interne et allumage commandé entrainant une automobile typique, de moyenne puissance et à boite de vitesses à commande manuelle. La vitesse V du véhicule exprimée en km/h est portée en abscisses, tandis que la charge P da son moteur est portée an ordonnées selon une graduation arbitraire correspondant par exemple'à la course de la pédale d'accélérateur, au degré d'ouverture du papillon du carburateur ou à la dépression règnant dans la tubulure d'admission. Chaque graphique est identifié par un chiffre romain I - IV correspondant à la vitesse enclenchée, et porte l'indication des régimes critique No et maximal de rotation du moteur correspondant à ladite vitesse. Sur chaque graphique sont distinguées plusieurs plages résultant de mesures expérimentales comme de calculs - théoriques de la consommation moyenne du moteur sur long parcours, qui sont respectivement désignes par les lettres B pour "Rien" ou "Bleu", J pour "Juste" ou "Jaune'1 et R pour "Relever le pied" ou "Rouge", selon que l'on considère la position de la pédale d'accélérateur ou la couleur conventionnelle d'une indication visuelle fournie au conducteur. Il est bien entendu que ces notations et appellations comme le nombre et la répartition des plages sont arbitraires et pourraient entre modifiés selon les besoins de chaque cas particulier d'application de l'invention. Néanmoins, il conviendra en tous cas de prévoir plusieurs seuils de charge içi désignés P1,P2,P3 et plusieurs seuils de vitesse içi désignés V1,V2,V3 et éventuellement au moins un seuil de régime de rotation critique - içi noté No. En effet et comme on le verra ci-après; l'invention vise à combiner des signaux discrets de charge et vitesse pour élaborer des indications sélectives. La table de vérité de la Figure 1 résume les enseignements tirés des quatre graphiques en rassemblant sous forme de tableau les indications P,J,R devant outre fournies au conducteur en fonction de l'état actuel de la charge P du moteur et de la vitesse V du véhicule, chacune repérée par rapport aux seuils correspondants, étant entendu que le régime de rotation du moteur ne dépasse pas la valeur critique NOq dans les conditions normales de conduite. Cette table de vérité est présentée sous une forme différente sur la ligure 2, poor faciliter la compréhension de l'organigramme du dispositif représenté sur cette même Figure Les cercles désignés P, V et N représentent symboliquement des capteurs fournissant des signaux analogiques ou numériques dont la valeur est à tout mo-. ment proportionnelle respectivement à la charge du moteur, à la vitesse du véhicule et au régime de rotation du moteur. De tels capteurs sont bien connus dans la technique, et peuvent entre respectivement constitués par un potentiomètre couplé à la timonerie de commande du papillon du carburateur ou à un manomètre branché sur la tubulure d'admission, et par des dynamos tachymètriques ou des générateurs d'impulsions de type optique ou magnétique agencés respectivement en amont et en aval de la boite de vitesses, ou encore par des contacteurs centrifuges sélectifs agencés de la même manière. Sur beaucoup de véhicules, le compteur de- vitesse et le compte-tours montés d'origine peuvent d'ailleurs être utilisés comme capteurs, notamment lorsqu'ils sont de type électronique. Aux capteurs V et N mesurant respectivement la vitesse du véhicule et le régime de rotation de son moteur peuvent être éventuellement associés - pour des raisons qui seront exposées ci-après - des diviseurs de rapports q/l et k/l pouvant être sélectivement mis en service bu hors service. Au capteur V et au capteur P mesurant la charge du moteur sont associés des détecteurs respectifs de passage de seuil V1,V2,V3 et P1,P2,P3 montées en cascade et dont chacun a pour fonction de déterminer si la valeur actuelle de la vitesse ou de la charge est inférieure ou supérieure au seuil désigné par la même référence sur les graphiques de la Figure 1 et dans les tables de vérité, et comporte en conséquence deux sorties repérées (+) et t-). Ces détecteurs de passage de seuil peuvent être constitués par de. simples commutateurs électromécaniques éventuellement associés à des relais bistables, comme on le verra ciaprès, par des comparateurs analogiques par exemple à diode zener ou encore par des registres décompteurs recevant périodiquement une charge initiale determinée. Comme il a été déja suggéré, le capteur de vitesse V et les détecteurs associés VllV21V3 pourraient être remplacés par-des contacteurs centrifuges à vitesses de déclenchement échelonnées. De môme, le capteur de charge P et les détecteurs associés P1,PZwP3 pourraient entre constitués par un commutateur à plages de contact échelonnées. Enfin, au capteur N mesurant le régime de rotation du moteur est associe un détecteur de passage de seuil critique No, l'ensemble pouvant représenter un simple contacteur centrifuge monté par exemple en bout de l'arbre de l'alternateur ou de la dynamo du véhicule. Eventuellement, un détecteur de régime maximal pourrait être en outre prévu pour engendrer un signal d'alarme. Les sorties des différents détecteurs mentionnés sont reliées par des circuits d'interface formés par des portes logiques "ET" et "OU" - dont certaines sont optionnelles puisqu'assurant uniquement un role de calibrage - à un circuit de type matriciel formé de semblables portes et agencé pour effectuer la combinaison logique des sorties des détecteurs prises deux à deux pour engin~ drer - conformément à la table de vérité TVP rappelée en annexe - celui des signaux de sortie R, J ou R correspondant à l'état actuel du couple charge/vitesse mesuré par les capteurs P et V.En plus de détails Les portes d'interface O à 3, du type "ET", ne laissent passage aux signaux issus des détecteurs P1,P2,P3 que lorsque le régime de rotation du moteur est inférieur à sa valeur critique No. Dans le cas contraire, le circuit matriciel est neutralisé au profit du circuit incluant la porte n et éventuellement le clignoteur K ou vibreur pour engendrer une indication spéciale 8 qui signifie au conducteur d'avoir à enclencher la vitesse supérieure; La porte Bo couplée à la seule porte O engendre directement le signal B lorsque la charge du moteur est minime, indépendamment de la vitesse V du véhicule, ce qui correspond en pratique à une décélération ou au ralenti;; Les portes B1 et B2 engendrent ce même signal B lorsque le moteur est peu sollicité alors que la vitesse du véhicule s'accrott, ce qui correspond en pratique à des accélérations modérées sur les intermédiaires et à une croisière économique en prise ou surmultipliée; , Les portes R1,R2,R3 engendrent - lorsque la charge P est excessive par rapport à la vitesse V - le signal R signifiant au conducteur d'avoir à le pied, sous peine de consommation excessive; Enfin, les portes J1,J2,J3 engendrent le signal J pour les valeurs intermédiaires du couple charge/vitesse, afin de signifier au conducteur qu'il s' approche de la zone de fonctionnement déconseillée. Dans les circuits d'interface V, les deux portes OU ont pour rôle de maintenir l'excitation des portes R2 et R3 aux faibles vitesses si la charge P est élevée. Comme le symbolise le croisement de deux connexions sous la porte OU inférieure, les plages d'interventions des détecteurs peuvent avantageusement se chevaucher quelque peu, afin d'assurer une bonne transition entre deux indications distinctes.Enfin et bien entendu, le nombre et la nature de ces indications et de manière corollaire le nombre et la valeur des seuils peuvent Xetre choisis selon les besoins, et le montage modifié en conséquence, La Figure 3 représente schématiquement un exemple concret de réalisation du dispositif répondant à l'organigramme décrit et dans lequel Le capteur de charge P et les détecteurs de seuil associés sont constitués par un seul et même organe, à savoir un commutateur rotatif 10 pourvu d' une piste de contact annulaire dont une moitié 11est liée au pôle + de l'alimen- tation de bord du véhicule, l'autre moitié étant divisée en quatre segments 12 équivalant respectivement aux portes 0 à 3 de l'organigramme, puisqu'ils sont sélectivement alimentés selon la position angulaire d'un contact mobile diamètral 13 porté par un axe 14 effectuant un demi-tour lorsque par exemple le papillon du carburateur passe de la fermeture à la pleine ouverture. Le capteur de vitesse V est constitué par un commutateur similaire associé au tachymètre 20 du véhicule et auquel sont couplés des relais 21,22,23 de type bistable, par exemple à inversion d'alimentation en fin de course, qui tiennent lieu de détecteurs de seuil, Chacun de ces relais actionne un ou deux contacts inverseurs pour assurer la commutation sélective de lampes R, J et R conformément à la table de vérité précédemment décrite. Enfin, le capteur de régime de rotation N est constitué par un simple contacteur centrifuge 30 symboliquement représenté, qui comporte un inverseur commuté lorsque le régime dépasse une valeur critique de par exemple 3.000 tr/mn et rappelé au repos au-dessous de cette valeur. De la sorte, les lampes B,J,R d'une part ou une lampe clignotante S sont sélectivement reliées à la masse. Dans ce mode de réalisation du dispositif, l'adaptation de son fonctionnement aux performances d'un véhicule déterminé et/ou au style de conduite recherché peut être effectuée très simplement par un découpage judicieux des pistes de contact annulaires des commutateurs 10 et 20, avantageusement choisis à cet effet d'un type à circuits imprimés, et par un tarage adéquat du ressort de rappel du contacteur centrifuge 30, àcet effet monté en un point accessible et par exemple en bout de l'arbre de dynamo ou alternateur. Eventuellement, les commutateurs pourraient être équipés de pistes de contact interchangeables en fonction par exemple du profil du parcours envisagé. Le dispositif selon l'invention se prête d'ailleurs à des possibilités beaucoup plus vastes de programmation, dont la Figure 4 donne un exemple très simple de mise en oeuvre Une carte isolante 40 comporte trois pistes conductrices parallèlezs 4143 interrompues par des perforations 44 pour délimiter des plages telles que celles désignées 0 - 9 sur la piste 41, qui sonttoutes supposées mises à Za masse ou raccordées à un pôle de l'alimentation par des moyens non représentés (par exemple par l'intermédiaire d'un boitier métallique formant le réceptacle de la carte).Avec chacune de ces pistes entre en contact un palpeur mobile 45 qui se déplace parallèlement en fonction des variations dela valeur du paramètre P,U,N concerné, sous l'action par exemple et respectivement d'une liaison directe avec la timonerie d'accélérateur, et de servo-moteurs ou plus simplement de régulateurs centrifuges couplés à l'entrée et à la sortie de la boite de vitesses. De la sorte, il suffit d'échanger la carte mise en~place dans le réceptacle pour modifier la réponse du dispositif, qui dépend essentiellement des seuils de charge, régime et vitesse fixés par l'emplacement des perforations sur la piste correspondante. Ainsi, un conducteur disposant d'un jeu de cartes approprié pourrait en toutes circonstances optimiser la conduite de son vehicule en fonction des conditions réelles de circulation pour la plus grande économie de. carburant, sans que la vitesse moyenne réalisée s'en trouve péjorée. Bien évidemment, des résultats équivalents pourraient être obtenus par d'autres moyens que ceux illustrés par la Figure 4, par exemple en faisant appel aux techniques de l'enregistrement magnétique, de l'opto-électronique ou du calr cul numérique, voire à la simple mécanique par l'emploi de timoneries règlables, Dans tous les cas, il reste possible de prendre en considération les deux paramètres fondamentaux de charge et vitesse, et accessoirement le régime de rotation du moteur, et de les combiner selon une loi préétablie ou programmable en vue de fournir au conducteur du véhicule des indications propres à lui permettre la conduite la plus économique pour ce qui concerne la consommation moyenne de carburant sur un long parcours. D'une manière plus générale et bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux exemples de mise en oeuvre décrits ou mentionnés, mais au contraire comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques de ceux décrits et illustrés, pris séparément ou en cpmbinaison et entrant dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Procédé d'assistance à la conduite d'un véhicule automobile entrainé par un moteur à combustion interne et pourvu d'une boite de vitesses à commande manuelle, visant à en réduire la consommation moyenne de carburant sans altération sensible de ses performances notamment sur un long parcours, caractérisé en ce qu'il consiste à présenter en permanence au conducteur une indication visuelle et/ou sonore, élaborée par vote automatique et de signification sélective, l'incitant à adopter le plus long rapport de transmission et la moindre course de la pédale d'accélération qui soient compatibles avec la vitesse actuelle du véhicule pour des conditions de circulation prédéterminées, chaque indication étant élaborée par combinaison logique d'au moins deux informations respectivement comparées à des seuils échelonnés et relatives à la vitesse du véhicule et à la charge ou au régime de son moteur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les seuils précités peuvent être modifiés par règlage ou programmation, en fonction des performances du véhicule, du profil du parcours et/ou du style de conduite. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement des capteurs de la vitesse du véhicule et de la charge de son moteur, à chacun desquels sont associés des moyens de comparaison et/ou commutation qui engendrent en fonction de seuils échelonnés de vitesse ou de charge respectivement, des signaux sélectifs de type binaire, des circuits d'agencement matriciel effectuant la combinaison logique desdits signaux pris deux à deux pour fournir, en réponse à chaque couple actuel charge/vitesse et selon une table de vérité prédéterminée correspondant aux conditions de circulation précitées, l'un de plusieurs signaux de sortie distincts, et des moyens pour convertir chaque signal de sortie en une indication visuelle et/ou sonore respective, aisément perceptible et identifiable, en vue de signifier au conducteur la position optimale de la pédale d'accelération. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un capteur du régime de rotation du moteur et au moins un organe détec teur de seuil associé, par l'action-duquel les indications précitées sont neutralisées en cas de dépassement d'un régime critique, et remplacées par une indication spéciale signifiant au conducteur d'avoir à enclencher le rapport de transmission supérieur. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou la revendication 4 caractérisé en ce que les seuils précités sont fixés par des commutateurs ou contacteurs éventuellement règlables. 6. Dispositif selon la revendication 3 ou la revendication 4, caracté- risé en ce que les seuils précités sont fixés par des comparateurs ou compteurs statiques éventuellement programmables, 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les seuils précités sont enregistrés sur un support d'information interchangeable tel qu'une carte perforée et détectés ou lus par des organes appropriés à la nature de l'enregistrement et asservis à la vitesse du véhicule et à la charge ou au régime de son moteur, tels que des palpeurs mobiles. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les indications précitées sont présentées par des témoins lumineux de couleurs différentes et éventuellement clignotants. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les indications précitées sont présentées par des transducteurs électro-acoustiques de tonalités différentes et éventuellement modulées.