Brevet FR2487743A1 — publié le 19820205

Dispositif de commande de la distance entre des véhicules La présente invention concerne un dispositif de commande de la distance entre des véhicules, destiné à être monté dans un véhicule pour maintenir avec sécu- rité la distance qui sépare celui-ci d'un objet, tel qu'un autre véhicule qui circule devant lui, en détec- tant la distance de l'objet et la vitesse relative par l'utilisation d'ondes électromagnétiques, d'ondes ultra- sonores ou similaires. Au cours des dernières années, l'augmentation du nombre des véhicules et de leur vitesse a donné lieu à une brusque augmentation correspondante du nombre des accidents par collision à l'arrière, et ce problème est devenu un problème social. Dans un effort pour résoudre ce problème, de nombreux systèmes de commande automati- que de véhicule ont été proposés, dans lesquels la dis- tance d'un véhicule qui précède et la vitesse relative sont mesurées à tout moment en utilisant un dispositif à radar, et qui commande automatiquement le freinage lorsque les valeurs mesurées dépassent les niveaux pré- déterminés. Mais ces dispositifs connus soulèvent les pro- blèmes suivants. Tout d'abord, étant donné que le dispositif à radar détecte simplement qu'il existe ou non un objet en avant, il est difficile de juger si l'objet détecté peut entraîner un danger. Dans le cas o le signal dé- tecté est un faux signal, une commande inutile du frei- nage peut entraîner le danger d'être heurté à l'arriè- re par un véhicule qui suit, et cela n'est pas souhai- table sur le plan de la sécurité. Un faux signal peut être produit lorsqu'il se trouve un viaduc ou un panneau indicateur routier, lorsque la pluie tombe fortement ou lorsque le véhicule passe dans une vallée abrupte formée par une pente vers le haut et une pente vers le bas. 2 2487743 Deuxièmement, le cas se présente quelquefois o l'ction de freinage par le dispositif de freinage automatique et l'intention de conduite du conducteur du véhicule diffèrent l'une de l'autre. Il existe trcis moyens d'éviter une collision entre des véhicules, à savoir le freinage, la direction et l'accélération. Par conséquent, même lorsqu'un véhicule circule en avant, une collision peut être évitée par une opération de dépassement consistant en un changement de direction et une accélération s'il reste encore une distance suffisante entre les véhicules. Dans ce cas, il ne convient pas que la conduite réelle néglige complète- ment la volonté du conducteur et que seul le dispositif de freinage fonctionne automatiquement. En raison de ce problème, les dispositifs con- nus de ce genre n'ont pas encore étéréalisés. En ce qui concerne le second problème mentionné ci-dessus, l'idée a été proposée de changer la distance de mesure avec l'angle de rotation du volant sous la forme d'un paramètre, mais cette idée est encore incomplète tech- niquement. L'invention a donc pour objet de résoudre de façon efficace les problèmes précités. Un objet de l'invention est donc de proposer un dispositif de commande de la distance entre des véhicules, destiné à être installé dans un véhicule, au moyen duquel la distance d'un objet qui précède et la vitesse relative entre eux sont détectées par un dispositif de détection tel qu'un dispositif à radar, et lorsque cette distance est devenue inférieure à une valeur prédéterminée, une force de réaction est impri- mée à une pièce de commande d'accélération, par exemple une pédale d'accélérateur, avisant ainsi le conducteur du véhicule de ce fait. Un autre objet de l'invention est de proposer un dispositif de commande de distance entre des véhi- cules, réalisé de manière que lorsque le véhicule s'ap- proche anormalement d'un objet qui précède, faisant apparaî'tre ainsi un danger croissant, un dispositif au- tomatique de freinage est immédiatement actionné pour atténuer une collision possible afin de réduire au mini- mum les dommages d'un accident potentiel, bien qu'en principe la volonté du conducteur soit prioritaire, en réponse à une force de réaction développée sur la pièce de commande d'accélération, par exemple une pédale d'ac- célérateur. Un autre objet encore de l'invention est de proposer un dispositif de commande de la distance entre des véhicules dans lequel la possibilité de détection d'un dispositif de détection tel qu'un dispositif à radar destiné à détecter les objets interférants peut être maintenue à un niveau élevé sans qu'il soit néces- saire de raccourcir la portée de détection et, même si un faux signal est émis, une conduite régulière est as- surée avec une priorité accordée à la part de volonté du conducteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La Figure 1 est un schéma simplifié d'un dis- positif de commande de la distance entre des véhicules selon un mode de réalisation de l'invention, la Figure 2 représente un exemple d'une unité de commande d'accélération, et la Figure 3 représente un autre exemple d'une unité de commande d'accélération. Sur la Figure 1, la référence A désigne un dispositif de détection d'un véhicule, destiné à détec- ter la distance entre ce véhicule et un véhicule qui le précède et une vitesse relative entre eux, et à comparer ces valeursainsi détectées avec des valeurs prédétermi- nées; le symbole B désigne un dispositif de commande de freinage du véhicule, comprenant une pédale de frein i1 4 2487743 et un dispositif qui la commande automatiquement, le symbole C désigne un dispositif de commande d'accé- lération comprenant une pédale d'accélérateur et un dis- positif qui la commande automatiquement; et le symbole D désigne une lampe de freinage disposée à l'arrière du véhicule. En ce qui concerne maintenant le dispositif de détection A, il s'agit d'un dispositif à radar à modulation de fréquence et à onde entretenue, dans le- quel les ondes oscillatoires produites par un oscilla- teur 1 sont modulées par un modulateur 2 et sont émises par ce dernier pour.être divisées par un coupleur direc- tionnel 3 en deux groupes d'ondes, l'un étant émis par un circulateur 4 vers une antenne 5 pour être rayonné sous forme d'ondes radioélectriques vers un objet qui précède, et l'autre groupe étant appliqué à un mélangeur 6. Les ondes réfléchies par l'objet sont reçues par l'an- tenne 5 et transmises par le circulateur 4 vers le mé- langeur 6 dans lequel ces ondes sont mélangées avec celles provenant directement du coupleur directionnel 3 afin de créer un signal de fréquence de battement. Ce signal de fréquence de battement est faible et il est amplifié jusqu'à une amplitude de tension voulue par un amplificateur vidéo 7, et ce signal amplifié est transmis à uncompteur de fréquence 8 dans lequel la fréquence est lue; cette valeur lue de la fréquence de battement est transmise à un circuit 9 de traitement de signaux. Dans le circuit 9 de traitement de signaux, la distance X entre.le véhicule et l'objet et la.vites- se relative V entre eux sont calculées sur la base de R la valeur de la fréquence de battement, et une distance appropriée Xs de l'objet est déterminée à ce moment en utilisant un signal de vitesse Vs émis par l'indicateur de vitesse du véhicule et la vitesse relative VR, selon une fonction prédéterminée de caractéristique de dis- tance appropriée. Ensuite, la distance appropriée XS est comparée avec la distance réelle X et sur la base de la différence Xs - X, les signaux de sortie suivants sont produits. Si la différence X- X est supérieure à une premièrevaleur de référence prédéterminée, un signal est produit sur un conducteur de sortie X, par lequel la lampe de freinage D s'allume avec une intensité lumineuse proportionnelle au niveau de ce signal et en même temps, un élément 11 dans l'unité C de commande d'accélération est commandé pour pousser la pédale d'accélérateur 14 vers le coté de sa position de repos. Si la valeur Xs - X continue à augmenter, et dépasse une seconde valeur de référence, et indépendam- ment de l'action précitée sur l'accélération, le circuit 9 de traitement de signaux émet un autre signal sur son conducteur de sortie 12 comportant un commutateur de limite 15, afin d'actionner un élément 13 de freinage automatique dans le dispositif B de commande de freinage. Mais étant donné que le commutateur de limite 15 est pré- vu en un point intermédiaire du conducteur de sortie 12 et qu'il est fermé ou ouvert en fonction de la position de la pédale d'accélérateur 14, la transmission du sig- nal précité n'a lieu que si le commutateur de limite 15 est fermé. De plus, lorsque la distance de l'objet a diminué encore et atteint une troisième valeur de réfé- rence indiquant probablement une collision inévitable, le circuit 9 de traitement de signaux délivre un autre signal encore sur un conducteur de sortie 16 afin que l'élément 13 de freinage automatique soit actionné di- rectement potr effectuer le freinage et en même temps, unralentisseur 17 d'accélérateur est actionné, mainte- nantsans autre possibilité la pédale 14 dans la position de repos. En ce qui concerne maintenant le dispositif B de commande de freinage, une pédale de frein 18 est agencée pour tourner autour d'un axe de pivotement 19 dans le véhicule et ce mouvement pivotant permet d'ac- tionner un maître-cylindre 21 par l'intermédiaire d'une tige de poussée 20. De préférence, un dispositif asservi à dépression (non représenté) est prévu entre le maître- cylindre 21 et la tige de poussée 20. La pédale de frein 18 peut être amenéedans sa position de travail, non seu- lement par une force de poussée du conducteur mais également par l'élément 13 de freinage automatique, com- me cela adéjà été indiqué. Dans le présent mode de réalisation, l'élé- ment 13 de freinage automatique est du type dans lequel une force indiquée par la flèche 13a est appliquée à la pédale 18 au moyen d'un cylindre hydraulique ou simi- laire. Dans l'élément 13 de freinage automatique, il est préférable que la force d'actionnement du maitre- cylindre 21 en réponse au signal sur le conducteur de sortie 12 ne soit pas la même que la force d'actionne- ment du même cylindre en réponse au signal sur le con- ducteur de sortie 16; autrement dit, l'élément 13 peut être réalisé de manière que la force de freinage basée sur le signal sur le conducteur de sortie 16 soit plus forte que celle basée sur le signal sur le conducteur de sortie 12. Dans le cas o un dispositif asservi à dépres- sion est compris entre le maître-cylindre 21 et la tige de poussée 20, l'élément 13 de freinage automatique peut être réalisé de manière à utiliser le dispositif asservi pour actionner le maître-cylindre. Même dans ce cas, comme cela a été indiqué ci-:essus, les forces de freinage produites à partir des conducteurs de sortie 12 et 16 sont de préférence différentes. En ce qui concerne maintenant le dispositif C de commande d'accélération, la pédale d'accélérateur 14 est montée de manière à pivoter autour d'un axe 22 par rapport au véhicule, et lorsqu'elle est déplacée en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre vue sur la Figure 1 sous l'effet d'uneforce de poussée 7 2487743 appliquée par le conducteur à son extrémité inférieure, un papillon (non représenté) d'un carburateur (non re- présenté) est ouvert par un câble d'accélérateur, de sorte qu'une force d'accélération peut être imprimée au véhicule. Par contre, quand la pédale d'accélérateur 14 est ramenéedans le sens opposé par un ressort 24, le frein moteur agit pour ralentir le véhicule. La pédale d'accélérateur 14 est en engagement avec l'élément 11 de commande d'accélération qui oon- fère au ressort 24 une variation d'élasticité en fonc- tion de]'intensité du signal sur le conducteur de sortie 10 du circuit 9 de traitement de signaux,pous- sant ainsi la pédale 14 vers sa position de repos; avec le commutateur de limite 15 précité, agencé pour être fermé quand la pédale d'accélérateur 14 se trouve dans sa position de repos, et avec le ralentisseur 17 qui maintient la pédale d'accélérateur 14 dans sa posi- tion de repos en réponse au signal sur le conducteur de sortie 16. Le ralentisseur 17 utilisé peut consister en un cylindre hydraulique ou pneumatique dont la fonction est de repousser la pédale d'accélérateur 14 vers sa position de repos avec un retard minimal en réponse au signal sur le conducteur de sortie 16. La Figure 2 représente un exemple particulier d'un élément 11 de commande d'accélération, qui consiste en une vis 26 montée sur l'arbre de sortie d'un moteur à impulsions, un écrou 27 vissé sur la vis 26 et deux guides 28 qui interdisent toute rotation de l'écrou 27. Le moteur à impulsions 25 est fixé dans le véhicule et, lorsqu'il fait tourner la vis 26 en ré- ponse au signal sur le conducteur de sortie 10, l'écrou se déplace vers la gauche, vue sur la figure, imprimant ainsi au ressort 24 une variation d'élasticité propor- tionnelle au signal. En ce qui concerne maintenant la lampe de frei- nage D, il est possible d'utiliser une lampe de freinage existante pourvu que son l'intensité lumineuse ne soit pas fixe, mais variable en proportion de l'intensité du signal sur le conducteur de sortie 10. Le fonctionnement du dispositif réalisé de la manière décrite ci-dessus sera maintenant expliqué. Même en présence d'un objet qui interfère, par exemple un véhicule en avant, si cet objet est suf- fisamment éloigné pour que le dispositif de détection à radar A ne détecte aucun danger, le circuit 9 de trai- tement de signaux ne délivre aucun signal sur les con- ducteurs de sortie 10, 12 et 16, de sorte que la con- duite du véhicule peut être assurée uniquement sur la base du jugement du conducteur. Dans ces conditions, le conducteur du véhicule peut faire jouer le frein- moteur en relâchant le pied de la pédale d'accélérateur 14, ou il peut actionner les freins à tout moment en appuyant sur la pédale de frein 18. Lorsque l'objet s'approche et que le disposi- tif A de détection par radar détecte la possibilité d'une collision et délivre un signal sur le conducteur de sortie 10, l'élément Il de commande d'accélération applique une force à la pédale d'accélérateur 14 ten- dant à la ramener dans sa-position de repos. Le conduc- teur du véhicule est averti par la sensation de poids sur la pédale 14, résultant de la force de réaction. En même temps, la lampe de freinage D est allumée de sorte qu'un véhicule qui suit est averti très tôt d'une possible commande des freins. Dans ce cas, la force de réaction transmise comme une alarme au conducteur de véhicule par la pédale 14 est proportionnelle à l'intensité du signal sur le conducteur de sortie 10, de sorte que le conducteur peut reconnaître entièrement le degré de possibilité de collision avec l'objet interférant. Dans le cas o le conducteur du véhicule continue à appuyer sur la pé- dale d'accélérateur 14, s'opposant à la force de réac- tion précitée, il ne se produit aucune commande soudaine des freins du véhicule contre la volonté du conducteur ni aucun ralentissement. Inversement, si le conducteur du véhicule a ressenti le danger, il peut relacher la force de poussée sur la pédale 14. Particulièrement, lorsque le conducteur du véhicule n'est pas averti d'un objet qui le précède, parce qu'il conduit en.regardant sur le côté ou autre, la pédale 14 est ramenée peu à peu sous l'effet de la force de réaction précitée, qui s'oppose à la force de poussée constante du conducteur de sorte que le risque de collision peut être évité ou réduit. Dans ces conditions, si le conducteur du véhicule continue à appuyer sur la pédale d'accéléra- teur 14, contre la force de réaction accrue, le risque d'une collision augmente et le dispositif de détection A augmente l'amplitude du signal sur le conducteur de sortie 10 et en même temps, émet un signal sur le con- ducteur de sortie 12. Dans ce cas, à cause du commuta- teur de limite 15 en un point intermédiaire du conduc- teur de sortie 12, le freinage automatique basé sur le signal sur le conducteur de sortie 12 dépend du juge- ment du conducteur de véhicule; par conséquent, si-le conducteur désire actionner le frein et relache le pied de la pédale d'accélérateur 14 pour appuyer sur la pédale de frein 18, le commutateur de limite 15 se ferme et démarre immédiatement le freinage. Il est alors possible d'économiser le temps nécessaire pour que le conducteur du véhicule passe le pied de la pédale d'accélérateur 14 à la pédale de frein 18. Par contre, tant que le conducteur continue à appuyer sur la pédale d'accélérateur 14 contre la force de réaction, l'opéra- tion de freinage par l'élément 13 de freinage automati- que n'est pas effectuée car le commutateur de limite est ouvert. Si la pédale d'accélérateur 14 est revenue à sa position de repos avant l'émission d'un signal par le conducteur de sortie 12 et que le frein moteur agit, et si la possibilité d'une collision a augmenté en raison du fait qu'un véhicule qui précède à freiné brusquement ou pour toute autre raison, le signal est émis sur le conducteur de sortie 12 et les freins sont actionnés automatiquement car le commutateur de limite est déjà fermé. Dans ce cas, aucun problème ne se pose car le conducteur du véhicule est d'accord avec la commande des freins. Dans le cas o un véhicule qui précède change brusquement de vitesse, d'une vitesse de croi- sière à une vitesse nulle comme dans le cas d'une colli- sion en chaîne sur une autoroute, ou dans le cas o un vé hicule qui précède manoeuvre brusquement les freins indépendamment de l'opération ci-dessus de ralentisse- ment de ce véhicule latéral, ou dans le cas o la si- tuation change brusquement contrairement au jugement du conducteur et qu'il devient impossible d'éviter une collision, le dispositif de détection A émet un signal sur le conducteur de sortie 16 pour permettre au ra- lentisseur 17 de forcer la pédale d'accélération 14 vers sa position de repos et en même temps, l'élément 13 de freinage automatique est actionné pour appliquer entièrement les freins. Dans ce cas, étant donné qu'il est sûr que la pédale 14 est maintenue dans sa position de repos par le ralentisseur 17, la masse du pied du conducteur, subissant une accélération vers l'avant par inertie au moment du freinage ne peut exercer sur la pédale 14 une force suffisante pour la déplacer jus- qu'à une position d'accélération. La Figure 3 représente un autre exemple d'un dispositif de commande d'accélération, sur la- quelle les mêmes éléments sont identifiés par les mêmes références numériques, La référence 29 désigne un cy- lindre hydraulique qui reçoit de l'huile sous pression provenant d'une source 30 de pression hydraulique par l'intermédiaire d'une soupape 31 régulatrice de pres- sion. Une extrémité d'une tige de piston 29a est ac- 2487T43 couplée avec l'extrémité supérieure d'une pédale d'ac- célérateur 14 et, lorsqu'un signal est délivré par une ligne de sortie 10, l'ouverture de la soupape 31 est réglée en proportion de l'intensité du signal et la pression hydraulique est transmise au cylindre 29 pour pousser la pédale d'accélérateur 14 vers sa position de repos par l'intermédiaire de la tige 29a- En l'ab- sence d'un signal, la soupape 31 de régulation de pres- sion permet au fluide sous pression de la source 30 de pression hydraulique de s'écouler dans un réservoir 32, éliminant la chargede la pompe. En particulier, la sou- pape de régulation de pression de ce mode de réalisa- tion peut être une soupape de commande d'un dispositif de direction assitée comportant une chambre de réaction hydraulique- La pédale d'accélérateur 14 est ramenée à tout moment vers sa position de repos par un ressort de rappel 33 de type connu. Dans ce mode de réalisation, au lieu du ralentisseur 17 du précédent mode de réalisa- tion, la soupape 31 de régulation de pression est ac- tionnée pour obtenir la pression maximale avec un signal sur la ligne de sortie 16 qui commande le dispositif B de commande de freinage de manière qu'il applique le freinage complet, permettant ainsi d'obtenir les mêmes effets. Le cylindre hydraulique 29 peut être rem- placé par un dispositif d'actionnement du type à dia- phragme, commandé par une pression pneumatique. Le commutateur de limite 15 de ce mode de réalisation n'est pas représenté sur la Figure 3, mais, dans un ensemble d'accélérateur normal, le papillon et la pédale d'accélérateur sont positionnes en relation directe de sorte qu'il est commode de monter un commuta- teur de limite sur le côté de la pédale. Mais dans le cas d'un véhicule équipé avec un dispositif de croisière automatique, le commutateur de limite 15 peut être fixé sur un autre élément que la pédale d'accélérateur. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le dispositif de détection A utilise un dispositif à radar, mais il va sans dire qu'il est également pos- sible d'utiliser des ondes ultrasonores. A titre d'autre exemple, il est possible d'utiliser la lampe de freinage D de manière qu'elle scintille à une fréquence qui dépend de l'intensité d'un signal sur le conducteur de sortie 10, c'est-à- dire qu'une période de scintillement change, prévenant ainsi un véhicule qui suit du degré de ralentissement possible. Il ressort donc clairement de la description faite ci-dessus de l'invention permet d'obtenir les ef- fets suivants: Etant donné que le dispositif selon l'inven- tion est réalisé de manière qu'une force de réaction soit développée à la pédale d'accélérateur en fonction du degré d'un danger possible, le conducteur du véhicule peut ressentir directement le degré de danger et, étant donné que le dispositif selon l'invention est réalisé de manière que la volonté du conducteur du véhicule soit prioritaire sur un jugement mécanique, à l'excep- tion d'une urgence, il est possible de résoudre les pro- blemes, par exemple de collision arrière, qui peuvent résulter du fonctionnement d'un dispositif automatique de freinage de type courant. Lorsquel.'attention du conducteur n'est pas dirigée vers l'avant, par exemple lorsqu'il conduit à l'état de demi-sommeil ou en regardant vers le côté, la pédale d'accélérateur se déplace progressivement vers sa position de repos contre la force d'appui exercée par le conducteur, ce qui permet d'éviter une-collision. Une manière de conduire telle que franchir une intersection en T, présentant un.rail de protection en avant, tout en faisant grincer les pneumatiques à une certaine vitesse élevée n'est pas souhaitable, sur le plan de la gêne du trafic. Dans ce cas, une force de réaction accrue sur la pédale d'accélérateur sollicite le conducteur du véhicule pour qu'il cesse ce comporte- ment. Le signal initial de détection d'un objet varie en fonction dela possibilité d'une collision, et l'action de fermeture du papillon avec ce signal peut être contrôlée par le conducteur du véhicule par la pédale d'accélérateur, de sorte qu'il n'est plus né- cessaire de craindre l'apparition d'un faux signal qui était jusqu'à présent un problème, et il n'est donc pas nécessaire de raccourcir la portée de détection de l'uni- té de détection. Dans le cas d'urgence, lorsque la possibilité d'une collision est très élevée, la pédale d'accéléra- * teur est ramenné à sa position de repos, rapidement et indépendamment de la volonté du conducteur du véhicule, et le dispositif de freinage automatique fonctionne de façon sure, de sorte qu'il est possible d'éviter promp- tement une collision ou d' en réduire effectivement les effets. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de commande de la distance entre des véhicules, destiné à être monté dans un vé- hicule et comprenant un circuit(A) générateur de sig- nal de commande destiné à produire un signal de com- mande en fonction de la possibilité d'une collision, et un dispositif (13) de commande de freinage destiné à commander un dispositif de freinage (B) en réponse audit signal de commande, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif (C) de com- mande d'accélération qui applique à un élément (14) de commande d'accélération une force de réaction en fonc- tion de l'intensité dudit signal de commande. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément de commande d'ac- célération comporte une pédale d'accélérateur (14), ladite force de réaction étant appliquée dans un sens tel qu'elle pousse ladite pédale d'accélérateur vers sa position de repos. 3 - Dispositif selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que le dispositif de commande d'accé- lération comporte une pièce de rappel (24) engagée avec ladite pédale d'accélérateur et un dispositif de pous- sée (11) destiné à pousser ladite pièce de rappel en fonction dudit signal de commande. 4 - Dispositif selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que ledit dispositif de commande d'ac- célération comporte un cylindre hydraulique (29) ac- couplé avec ladite pédale d'accélérateur et une sou- pape (31) destinée à fournir un fluide hydraulique au- dit cylindre hydraulique en fonction dudit signal de commande. Dispositif selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce que ledit dispositif de poussée comporte un moteur de commande (25) qui produit un déplacement angulaire en fonction dudit signal de commande et une pièce (26) qui convertit ledit déplacement angulaire pn un détlacement linéaire de ladite pièce de rappel.