Brevet FR2521080A1 — publié le 19830812

La présente invention concerne un dispositif de marche à vitesse constante destiné à un véhicule à moteur. La figure 1 représente un mode de réalisation d'un dispositif courant de marche à vitesse cons$-a > te pour véhicule à moteur. Sur la figure 1, les iéfé- rences 1 et 2 désignent respectivement un capteur de vitesse de véhicule et un dispositif de commands -Ca-- gissant à un signal 1 provenant du capteur 1 de vite- se du véhicule. La référence 3 désigné un dispositif d'actionnement commandé par le dispositif de commande 2 et par lequel l'ouverture d'un papillon 4 accouplé avec une pédale d'accélérateur (non représentée) et commandée.Plus particulièrement, si le conducteur ferme un commutateur de marche (non représenté) pour le fonctionnement en marche à vitesse constante, un signal de marche à vitesse constante est appliqué au dispositif de commande 2. Ce dernier mémorise la vitesse du véhicule à ce moment et il compare par intermittence la vitesse du véhicule avec sa vitesse mémorisée atin d'appliquer un signal de commande au dispositif d'actionnement 3 en fonction de la différence entre les vitesses. Le dispositif d'actionnement 3 actionne le papillon 4 par l'intermédiaire d'un diaphragme (non représenté) utilisant la dépression dans la tubulure du moteur afin de commander la vitesse du véhicule. Par contre, l'étant de vitesse constante cesse quand le conducteur actionne les freins ou l'embrayage. Ce dispositif courant de marche à vitesse constante, réalisé de la manière décrite ci-dessus, fait rouler constamment le véhicule à moteur à une vitesse constante une fois qutil est réglé, car il détecte simplement la vitesse de marche du véhicule. I1 en résulte que même si un véhicule à moteur qui précède s'arrête ou ralentit devant le premier véhicule, une vitesse de marche constante est maintenue indépendamment de l'existence du véhicule qui précède. Dans le cas où un autre véhicule ralentit en avant du premier véhicule, selon la technique antéricure, le conducteur agit sur l'accélérateur pour rallent plus ou moins sa vitesse de marche ou même, le cas échéant1 il applique les freins. Plus particulièrement, avec un dispositif courant de marche à vitesse contante, si un véhicule ou un obstacle apparaît devint le conductwar, il doit le remarquer et appuyer rapidement sur une pédale de ralentissement ou manoeuvrer le volant afin. de l'éviter. La conduite avec ce dispositif antérieur de marche à vitesse constante pose donc un problème de sécurité. L'invention a donc pour objet d'éliminer les défauts précités associés avec la technique antérieure, et de proposer un dispositif de marche à vitesse constante de véhicule automobile susceptible de réduire les conditions impcsées aux conducteurs et de contribuer à la sécurité par la détection de la vitesse du véhicule, de la distance entre véhicules et de la vitesse relative entre lui-mEme et un véhicule qui précède ou un obstacle positionné à l'avant en utilisant un détecteur optique de distance pour obtenir une distance effective entre véhicules en fonction de la distance ainsi détectée et de la vitesse relative, la vitesse du véhicule étant ctt.ande pour maintenir la distance entre véhicules qui est la plus appropriée. 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 simplifie d'un mode de réalisation d'un dispositif courant de marche à vitesse constante de véhicule à moteur, - la figure 2 est un schéma simplifié d'un mode de réalisation d'un dispositif de marche à vitesse constante de véhicule à moteur selon l'invention, - la figure 3 est un schéma simplifié d'un autre mode de réalisation d'un dispositif de marche à vitesse constante selon l'invention, - la figure 4 est un diagramme explicatif décrivant un exemple de la- relation entre. la distance effective entre véhicules et la distance entre véhicules, - la figure 5 est un diagramme explicatif décrivant un exemple de la relation entre une distance entre véhicules préférée et la vitesse du véhiculè, et - les figures6 et 7 sont des schémas simplifiés d'un mode de réalisation d'un détecteur optique de distance selon l'invention. La figure 2 est donc un schéma simplifiée d'un mode de réalisation d'un dispositif de marche à vitesse constante de véhicules automobiles selon l'invention. Les mêmes éléments que cezz apparaissant sur la figure 1 sont désignés par les mêmes références numériques et, par conséquent, leur description n'en sera pas répétée. Sur la figure 2, la référence 5 désigne un détecteur optique de distance destiné à détecter la distance et la vitesse relative entre le véhicule et un autre véhicule qui le précède ou un obstacle positionné en avant. La référence 6 désigne un dispositif de commande qui détermine arithmétiquement et logiquement la distance entre véhicules la plus appropriée à partir de signaux de sortie détectés du capteur 1 de vitesse de véhicule précité et du détecteur optique de distance 5, c'est à-dire à partir de la vitesse présente du véhicule et de la distance entre véhicules et leur vitesse relative, afin d'attaquer et commander le dispositif d'actionnement 3. Les signaux de sortie du capteur de vitesse 1 et du détecteur optique de distance 5 sont convertis en mode numérique. Les références 7 et 8 désignent respectivement un dispositif de signalisation et un dispositif d'alarme. Le fonctionnement du dispositif réalisé de cette manière sera mainten nt décrit. Quand le détecteur optique de distance 5 produit les signaux de détection représentant la distance et la vitesse relatives par rapport à un véhicule qui circule à l'avant ou un obstacle positionné à l'avant, le dispositif de commande 6 traite arithmétiquement et logiquament ces valeurs comme des données d'entrée et il émet le résultat vers le dispositif d'actionnement 3. Ces opérations seront décrites plus en détail. Quand le conducteur ferme un commutateur de marche (non représenté) pour le fonctionnement en marche à vitesse constante, le dispositif de commande 6 auquel est appliqué le signal de sortie la du capteur 1 d vitesse du véhicule mémorise la vitesse du véhicule à ce moment. Entretemps, le détecteur de distance 5 produit un signal 5a représentant la distance d'un obstacle positionné à l'avant et un signal 55 représentant la vitesse relative. Sur la base de ces signaux, le dispositif de commande 6 calcule une distance effective entre véhicules. Par exemple, la distance effective entre véhicules peut être la distance qui, pour une vitesse de marche donnée et une distance donnée, permet au conducteur du véhicule d'appliquer efficacement les freins pour amener sa vitesse au-dessous de celle de l'objet ou du véhicule qui se trouve en avant, avant de l'atteindre. Autrement dit, la distance effective Deff entre véhicules est exprimée par l'équation suivante Deff = D - (K2.VM + K3.VM2} où D est la distance entre les véhicules, VM est la vitesse relative et K2 et K3 désignent des constantes qui sont déterminées expérimentalement. La figure 4 est une représentation graphique montrant la relation entre la distance D entre véhicules et la distance effective Deff entre véhicules, sur 2 laquelle K2 = 0,75 sec, K3 = 0,067 sec /m et K3 = #K2. #D où VM désigne la vitesse relative d'un véhi2 VM cule àMmoteur qui circule. Le dispositif de commande 6 produit un signal d'instruction d'accélération 6a ou un signal d'instruction de ralentissement 6a pour le dispositif d'actionnement 3 en réponse à la vitesse de marche du véhicule à moteur, pour que la distance effective Deff soit toujours maintenue dans une plage correcte. A cet égard la vitesse correcte DR entre les véhicules peut s'exprimer comme suit DR =K2 V + K3 V2 où la vitesse de marche réelle du véhicule à moteur est représentée par V. La figure 5 est une représentation graphique montrant la relation entre la vitesse de marche V et la distance correcte DR entre véhicules, sur laquelle 2 K2 = 0,75 et K3 = 0,067 sec /m dans le cas d'un revê- tement d'asphalte sèche et K3 = 0,099 sec2/m dans le cas d'un revêtement d'asphalte mouillée. Dans le cas où le véhicule qui précède circule à une vitesse inférieure à la vitesse de croisière réglée dans le véhicule considéré, la vitesse de marche est commandée à une valeur de vitesse inférieure à celle réglée pour que la distance entre véhicules puisse être maintenue dans la plage correcte. Par contre, dans le cas où le véhicule qui précède circule à une vitesse supérieure à celle réglée, de sorte que la distance entre le véhicule augmente progressivement, ou dans le cas d'absence d'obstacle le dispositif d'actionnement 3 est commandé pour que le véhicule puisse circuler à la vitesse constante réglée, la vitesse du véhicule à ce moment étant comparée avec la valeur mémorisée. De plus, si l'on suppose que la distance correcte entre véhicules ne peut être assurée par la rai!oeuvre de l'accélérateur seul, comme c'est le cas lorsque lc véhicule qui précède freine brusquement ou lorsqu'un véhicule ralentit à l'avant du véhicule considéré, le dispositif de signalisation 7 fonctionne, de sorte que le dispositif d'alarme 8 produit une alarme pour le conducteur afin de lui indiquer qu'ïl doit serrer les freins ou contourner le véhicule qui précède. Comme le montre la figure 3, qui représente un autre mode de réalisation de l'invention, un second dispositif d'actionnement 9 peut être prévu pour actionner directement les freins 10 en réponse à un signal de signalisation produit par le dispositif de commande 6. Le détecteur de distance décrit n'est pas limité à un détecteur optique, mais il peut être réalisé par exemple au moyen d'un radar utilisant des ondes électromagnétiques ou un dispositif à ultrasons. Mais le dispositif à ultrasons ne convient pas pour détecter des objets à une distance relativement grande car les ondes ultrasonores sont affectées par le vent et leur vitesse de propagation est faible. Au contraire, le radar est avantageux en raison de Sa possibilité de détection même dans le brouillard ou dans l'obscurité, mais il a comme défaut de ne pouvoir juger de la variété des obstacles qui se présentent dans les circonstances variées d'utilisation du véhicule automobile. Autrement dit, pendant la conduite il est plus sûr de compter pour le jugement final sur la vision du conducteur et il est dangereux de conduire de façon non naturelle le véhicule dans des circonstances où l'onze peut compter sur la vision du conducteur. Par conséquent, l'invention met en oeuvre un détecteur optique de distances pour un contrôle effectif d'une distance dans laquelle la vision du conducteur n'est pas gênée. Si l'état de la route ne peut être facilement déterminé visuellement, par exemple par mauvais temps comme dans un brouillard dense ou une forte pluie, ou la nuit ou au crépuscule, il est plus sûr de conduire manuellement le véhicule à moteur sans avoir recours à la marche à vitesse constante. Au total, le dispositif de marche à vitesse constante selon l'invention n' assure pas une conduite automatique à la place du conducteur mais lui signale toute négaligence ou inattention et peut contribuer à soulager la fatigue de la conduite. Un détecteur optique de distances pouvant être utilisé comme dispositif de mesure de distances entre véhicules sera décrit maintenant en regard de la figure 6. Dans le détecteur optique de distance entre véhicules, des écarts entre des images d'un objet qui sont formées par une paire de systèmes de lentilles respectivement sont détectés afin de mesurer Ja distance de objet sur la base d'une triangulation. Ce détecteur optique de distance entre véhicules nécessite aucune pièce mobile comme des miroirs réfléchissants tournants Par conséquent, une mesure précise de la distance est possible indépendamment d'un environnement hautement vibratoire, c'est-à-dire avec les vibrations provoquées pendant la marche du véhicule à moteur. Sur la figure 6, les références 11L et il R désignent respectivement un système de lentilles optique s de gauche et un système de lentilles optiques de droite, tournés chacun vers un objet à mesurer, par exemple un véhicule à moteur qui précède, un obstacle ou autre. Les images des objets formées par les systèmes optiques de gauche et de droite sont projetées sur des capteurs d'images à couplage de charge 12L et 32R. Chacun des capteurs d'images à couplage de- charge 12L et 12R est constitué par plusieurs eléments de conversion photoélectrique, dans lesquels un signal de tension représentant l'intensité lumineuse sur les éléments de conversion est produit. Comme le montre la figure 6, les lentilles 11L et il et les capteurs d'images 12 R L 12R sont prévus dans un boîtier 13. Le signal de sortie du capteur de gauche 12L est converti en un signal de sortie numérique dans un convertisseur analogiquenumérique 14L pour être mémorisé dans une mémoire 15L. D'une façon similaire, le signal de sortie du capteur de droite 12R est converti en un signal de sortie numérique dans un convertisseur analogique-numérique 14R pour être mémorisé dans une mémoire 15R La référence 17 désigne une unité centrale de traitement utilisée comme une unité de commande de fonctionnement (CPU) à laquelle sont appliqués les signaux de sortie numdri- ques mémorisés dans les mémoires 15L et 15R et dans laquelle les caractdrstiques de 1'image de gauche et de l'image de droite sont comparées entre elles, permettant d'obtenir par triangulation la distance entre le véhicule à moteur et l'objet. Le résultat de l'op6- ration de l'unité centrale de traitement 17 est affiché par une unité d'affichage de distances 18, en mode d'indication numérique. La sortie du détecteur optique de distances 5 varie continuellement au fur et à mesure que le temps s'écoule et il est possible de détecter la vitesse relative du véhicule par rapport à l'objet mesuré. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus en regard de la figure 6, deux convertisseurs analo giques-numériques et deux mémoires sont prévus pour les systèmes optiques de gauche et de droite, mais il est bien évident qu'un convertisseur analogiquenumérique commun et une mémoire commune poudraient être prévus pour remplir les mêmes fonctions que celles de la figure 6. L'étage de traitement de signaux qui suit les capteurs d'images t2L et 12R sera décrit beauseaug plus en détail en regard de la figure- 7. Les signaux de sortie des capteurs d'images-12L et 12R sont d'abord appliqués à des amplificateurs d'images 22 pour y être amplifiés. Ensuite, les signaux de sortie des amplificateurs 22 sont appliqués, par des circuits 93 d'échantillonnage et de maintien à des convertisseurs analogiques-numériques 14 dans lesquels les signaux de sortie des circuits 23 sont comparés avec un certain niveau seuil pour effectuer un codage hexadecimal à plusieurs bits. Ensuite, les données en code héxadécimal sont mémorisées dans des dispositifs à mémoire 15 de gauche et de droite respectivement.Par ailleurs, les signaux de sortie des circuits 23 d'échantillonnage et-de-maintien sont également appliqués à des intégrateurs 26 et sont ensuite mémorisés dans des mémoires analogiques 27. Des circuits 28 de commande d'ouverture sont commandés en fonction des signaux de sortie des mémoires 27 pour commander ainsi la quantité de lumière incidente qui atteint chacun des capteurs d'images 12L et 12R Les contenus des dispositifs à mémoire 15 sont appliqués à l'unité centrale de traitement 17 dans laquelle les caractéristiques des images de gauche et de droite sont comparées entre elles pour calculer la distance de l'objet à mesurer, comme un véhicule à moteur qui précède. La distance est affichée sur l'unité d'affichage 18 en mode d'indication numérique. De plus, l'unité centrale de traitement 17 produit un signal de commande appliqué à un circuit 29 de commande de mémoire prévu pour commander les dispositifs à mémoire 15, et un signal de commande pour un généra teur 30 de signaux de synchronisation prévu pour produire un signal pulsé de synchronisation pour les capteurs d'images 12L et 12R La référence 31 désigne un circuit générateur de signal de réglage de temps d'exposition qui produit un signal de commande pour l'unité centrale de traitement 17 afin de prolonger la période d'exposition lorsqu'un signal S1 de référence d'ouverture est supérieur à un signal d'image moyen S2 ou lorsqu'il n'y a pas de signal d'image S3 dépassant le signal de référence S7 REVENDICATIONS 1. Dispositif de marche à vitesse constante pour un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur (1) de vitesse de véhicule destiné à détecter la vitesse de marche d'un véhicule à. moteur, un détecteur de distance (5) destiné à détecter la distance et la vitesse relative entre ledit véhicule et un véhicule à moteur qui pèd ou UTL obstac7e,- un dispositif de commande (6J destiné à déterminer la distance entre véhicules la plus correcte à partir des signaux de sortie détectés respectifs dudit capeur. de vitesse de véhicule et dudit détecteur de distance et qui établit une vitesse de marche constante sur la base de ladite distance entre véhicules la plus correcte, un'dispositif d'actionnement (3) destiné à ouvrir ou fermer un papillon (4) de carburateur en réponse à une commande de vitesse dudit dispositif de commande et un dispositif de commande (7, 8) destiné à indiquer une condition anormale à laquelle il ne peut être remédie avec les possibilités de détection dudit détecteur de distance et par la possibilité d'ouverture ou de fermeture dudit dispositif d'actionnement. 2. Dispositif selon la revendication 1, carac térisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif (9) destiné à actionner un frein (10) à l'apparition de ladite condition anormale. 3. Dispositif selon la revendication 1, caract- risé en ce que ledit détecteur de distance (5) consiste en un détecteur optique de distance. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite distance entre véhicules la plus correcte est déterminée sur la base de la distance instantanée entre véhicules, la vitesse du véhicule et les vitesses relatives desdits véhicules. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif d'actionnement (3) commande un papillon (4) de carburateur dudit véhicule automobile. 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit détecteur optique de distance (5) comporte des premier et second systèmes de lentilles (11L, 11R) et des prier et second capteurs d'ima, (12 ; 12R1 et un dispositif de commande (17) destiné & diterminer la distance jusqu'd un véhicule qui précède ou un obstacle, par triangulation. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit détecteur optique de distance comporte un dispositif (14) de codage numérique des signaux de sortie desdits capteurs d'image, et des dispositifs à mémoire (15L, 15R) destinés à mémoriser lesdits signaux de sortie en code numérique. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un processeur 17 destiné à calculer au moins la distance vers ledit véhicule ou ledit objet à partir des signaux de sortie desdits dispositifs à mémoire (15L, 15R) et un dispositif indicateur (18) destiné à afficher ladite distance. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif (31) de réglage d'ouverture pour lesdits dispositifs à lentilles et un dispositif de commande de leurs ouvertures.