Brevet FR2557041A1 — publié le 19850628

L'invention concerne un dispositif pour la régulation de la vitesse d'un véhicule automobile avec un moteur à combustion interne, comprenant deux générateurs de valeur de consigne commandés par pédale, qui délivrent un signal correspondant à une accéléra- tion et un signal correspondant à une décélération, un générateur de valeur de consigne qui délivre un signal correspondant à la première dérivée par rapport au temps de la vitesse, un régulateur comparant des valeurs de consigne et des valeurs réelles et un organe final, les générateurs de valeur de consigne étant réalisés et disposés de manière qu'ils délivrent une valeur de consigne "0" à une position déterminée de la pédale. Un tel dispositif est connu par la demande de brevet soumise à l'inspection publique DE-OS 28 29 894 par exemple. L'un des générateurs de valeur de consigne est relié dans ce cas à la pédale d'accélération et délivre un signal correspondant à une accélération, tandis que l'autre générateur de valeur de consigne est relié à la pédale de frein du véhicule automobile et délivre un signal correspondant à une décélération. Le générateur de valeur réelle peut être relié à l'appareil de mesure de la vitesse et peut délivrer à travers un dispositif différentiateur adéquat la pre- mière dérivation par rapport au temps de la vitesse. A la position "0" des deux pédales, aucun des deux générateurs de valeur de consigne ne délivre un signal, de sorte que le véhicule n'est pas aocéléré ni freiné, mais continue à avancer à la vitesse atteinte par les mouvements précédents des pédales. L'invention concerne un dispositif comme mentionné au début et a pour but de le perfectionner en particulier en ce sens que, tout en conservant tous les avantages essentiels du dispositif connu, il soit présenté au conducteur du véhicule le comportement normal d'un moteur d'automobile commandé uniquement par la pédale d'accélération, bien qu'il puisse utiliser en même temps tous les avantages du moteur de propulsion à régulation. A cet effet, selon l'invention, un dispositif du type indiqué au début est caractérisé en ce que les générateurs de valeur de consigne sont disposés de manière qu'ils entrent en action l'un après l'autre pendant le mouvement d'une seule et même pédale par deux portions successives de sa course et que la pédale présente une position d'arrêt entre les deux portions de sa course. Un seule pédale, la pédale d'accé- lération, est donc pourvue des deux générateurs de valeur de con- signe, qui fournissent les valeurs à la fois pour l'accélération et pour la décélération, lesquelles agissent à travers le système réglé sur le papillon des gaz dans le cas d'un moteur à essence à carburateur ou sur le dispositif d'injection dans le cas d'un moteur diesel par exemple, tandis que la pédale de frein sert de nouveau uniquement au freinage du véhicule par des dispositifs mécaniques, hydauiques ou analogues. Selon un mode de réalisation de l'invention, la pédale d'accélération et la pédale de frein du véhicule sont réunies en une seule pédale, montée pivotante entre deux positions, qui présente une course pour la fonction de pédale d'accélération à une position en pivotement et une deuxième course pour la fonction de pédale de frein à l'autre position en pivotement. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif de l'invention, ainsi quedu ssinamnei, dnt les trois figures sont des diagrammes d'o le comportement du dispositif ressort plus clairement. Dans le cadre de l'invention, il est possible, par exemple, de monter deux potentiomètres servant de générateurs de valeur de consigne sur la pédale d'accélération, dont l'un sert de générateur de valeur de consigne pour l'accélération et l'autre de générateur de valeur de consigne pour le freinage (réduction des gaz). Les tensions fournies par les potentiomètres sont traitées en tant que signaux d'accélération et de décélération parlesystème de régulation. Il est avantageux de réunir les deux potentiomètres en un seul, d'associer une portion de la course de la pédale à une partie de la course du curseur du potentiomètre et d'associer une autre portion de la course de la pédale à une autre partie de la course du curseur du potentiomètre. L'électronique prévue à la suite sépare les signaux dans le sens désiré. Avec une telle disposition, il faut créer un point d'arrêt entre les courses des deux potentiomètres ou entre les deux parties de course du potentiomètre unique. On peut utiliser à cet effet, par exemple, le ressort de rappel de la pédale d'accé- lération, en réalisant la position d'arrêt à l'emplacement voulu et en tant que position intermédiaire entre deux forces de ressort différentes. Bien que l'emplacement de la position d'arrêt puisse en soi être choisi à peu près librement, il est avantageux de le prévoir dans la région inférieure de la course de la pédale, par exemple aux environs de 15 ou 20 % de sa course à partir de la position de repos. La figure 1 est un diagramme effort/course. Il repré- sente l'effort "K" que le pied du conducteur doit exercer sur la pédale d'accélération ou accélérateur, en %, en fonction de la course ou de la position angulaire a F de l'accélérateur, indiquée également en %, O correspondant à la position de repos et 100 correspondant au déplacement maximal de l'accélérateur. A 15 %, le diagramme comporte un gradin que le conducteur du véhicule perçoit nettement par son pied et qui sert de point d'arrêt ou d'appui, sur lequel il peut laisser reposer le pied. La région inférieure de la course de l'accélérateur, de O à 15 % dans ce cas, est prévue pour le générateur de valeur de consigne servant a la décélération, tandis que le reste de la course de l'accélérateur est prévu pour le générateur de valeur de consigne servant à l'accélération. Au point d'arrêt, corres- pondant au repère de 15 %, existe la condition "accélération = O". La vitesse du véhicule est donc maintenue constante à ce point. Par conséquent, tant que le conducteur désire accé- lérer, il réglera l'accélérateur entre 15 et 100 % de sa course, avec la faculté de choisir l'accélération souhaitée par une pression plus ou moins forte sur l'accélérateur, exactement comme avec un accélérateur qui agit directement sur le papillon des gaz ou le dispositif d'injection par exemple. Lorsque la vitesse désirée est atteinte, le conducteur lève le pied, c'est-à-dire laisse remonter dans une certaine mesure l'accélérateur, également comme l'accélé- rateur d'un véhicule sans régulation de vitesse. Le régulateur du dispositif selon l'invention agit de telle manière sur l'accélération du véhicule qu'elle devient seulement "0" lorsque la position d'arrêt au repère de 15 % est atteinte. La disposition selon l'envention présente une diffé- rence considérable avec le concept connu en ce sens que le point d'arrêt n'est pas situé à la course de pédale "0" et que, au-dessous de la position d'arrêt, lorsque le pied appuyant sur la pédale est levé encore plus, l'autre générateur de valeur de consigne est actionné, ce qui permet de doser l'effet de propulsion ou de frei- nage du moteur du véhicule. Dans cette région inférieure de la course, le conducteur peut par conséquent produire différentes décélérations, suivant la position que son pied imprimeà la pédale. Dans la région de 0 à 15 % de la course de la pédale (comme dans l'exemple représenté), le conducteur peut également rechercher une position du pied sur la pédale qui correspond à la décélération souhaitée par "réduction des gaz". Lorsque la plus faible vitesse désirée est ainsi atteinte, le conducteur doit de nouveau appuyer plus fort sur la pédale, jusqu'au repère de 15 %, pour que le véhicule continue à avancer à la vitesse obtenue. Lorsqu'une décé- lération plus forte est nécessaire, la pédale de frein doit être actionnée en plus. Le déroulement de toute cette manoeuvre correspond entièrement au déroulement-de la manoeuvre sur un véhicule sans régulation de la vitesse, c'est-à-dire lorsqu'une liaison directe existe entre l'accélérateur et le papillon des gaz ou le dispositif d'injection par exemple. Ce concept de régulation ne demande donc aucun réapprentissage de la conduite. Le conducteur peut piloter le vehicule avec système de régulation exactement comme un véhicule sans un tel système, mais il bénéficie en plus du confort de la régulation de vitesse en présence de grandeurs pertubatrices externes, par exemple lorsque le véhicule doit monter une côte, en cas de vent contraire et ainsi de suite. Il découle de ce qui précède qu'à la position de 15 % de la pédale, qui sert à maintenir la vitesse constante, peuvent correspondre différentes positions du papillon des gaz ou du dispo- sitif d'injection de carburant, positions qui dépendent de la charge du moteur. Contrairement au dispositif connu, avec le dispositif selon l'invention, partant de la position de papillon obtenue par la régulation avec la pédale à la position de 15 % (accélération = 0), l'accélération n'est pas préfixée directement par la position sélec- tionnée sur le générateur de valeur de consigne; dans ce cas, un changement sur le générateur de valeur de consigne commande une position de papillon définie. Cette conception a l'avantage que le dosage du couple sur l'essieu moteur - qui est désiré en beaucoup de cas - reste possible comme sur un véhicule sans régulation de vitesse. Il en résulte des avantages, surtout sur routes glissantes et dans les virages, parce que le contrôle effectif du couple moteur est décisif dans ces deux cas. A condition que la vitesse de rota- tion soit constante, le couple moteur dépend seulement, à première approximation, de la position du papillon. Le diagramme de la figure 2 représente l'angle d'ouver- ture a D du papillon des gaz en fonction de la position angulaire a F de l'accélérateur, également en %, pour trois vitesses réglées à savoir 50, 100 et 160 km/h. Le diagramme de la figure 3 montre un exemple d'un changement de vitesse. On part dans ce cas d'une marche à vitesse constante, d'environ 50 km/h. On suppose que cela correspond à la position 1, o l'accélérateur occupe sa position de 15 %, de sorte que les deux générateurs de valeur de consigne ne fournissent pas de signal d'accélération ou de décélération au régulateur. Lorsque le conducteur désire accroître la vitesse, il appuie davantage sur l'accélérateur, comme il a l'habitude de le faire, ce qui ouvre davantage le papillon des gaz, l'effort exercé par le pied sur la pédale augmentant selon le diagramme de figure 1, jusqu'à ce que s'établisse l'accélération souhaitée (ou le couple moteur souhaité). Dans l'exemple de figure 3, la position 2 est ainsi atteinte. Lorsque le conducteur a atteint ou à peu près atteint la vitesse qu'il désire, il lèvera le pied, comme cela s'effectue habituellement sur un véhicule sans régulation de vitesse, afin de poursuivre sa route à vitesse constante. Pendant tout ce processus, après que la position 1 a été quittée, le régulateur doit produire une accélération supé- rieure à O. Si cette condition est respectée, jusqu'à ce que le conducteur arrive à la position d'arrêt, c'est-à-dire à la position % de la course de la pédale, il est évident que la position 3 du papillon des gaz est atteinte à la remontée de la pédale, ce qui correspond de nouveau à la condition: accélération = 0 et vitesse = constante). La commande du papillon de la position 2 à la position 3 sur la figure 3 s'effectue dans ce cas suivant une autre caractéristique qu'entre les positions 1 et 2. Ceci est tout à fait naturel puisqu'il faut une plus grande ouverture du papillon pour la nouvelle vitesse, plus élevée, à la même position de la pédale, c'est-à-dire à la position d'arrêt de 15 %. Un processus semblable se déroule lors d'une décé- lération. A partir de la position 3, une décélération désirée par le conducteur et produite par levée du pied provoque le retour à la position 4 par exemple. En effet, dans cette région de 0 à 15 % de la course de la pédale, l'accélération est négative. Le régulateur fait tourner le papillon des gaz d'un angle déterminé - qui dépend de a F - dans le sens de la fermeture. Le véhicule est par consé- quent ralenti par "réduction des gaz". Après que la vitesse plus faible désirée a été atteinte, le conducteur appuie de nouveau plus fortement sur la pédale, également comme dans le cas d'un véhicule sans régulation de vitesse. A la nouvelle vitesse choisie par le conducteur, celui-ci est revenu à la position de 15 %, donc à la position d'arrêt. Un avantage particulier du dispositif selon l'invention est que le conducteur peut laisser le "pied d'accélé- rateur" reposer de la manière habituelle sur la pédale d'accéléra- tion lorsqu'il conduit le véhicule régulièrement. Avec les concepts habituels de régulation, o des vitesses préétablies sont ajustées sur une commande manuelle, prévue sur le tableau de bord par exemple, et o le régulateur assure ensuite toute la conduite pour ce qui concerne la vitesse, il existe en effet le risque que le conducteur, en agissant sur la pédale, perturbe la régulation, par exemple par l'actionnement involontaire d'un interrupteur de pédale ou un dispositif analogue, de sorte qu'il est souvent obligé, avec les régulations classiques, de retirer le pied de la pédale, ce qui présente des inconvénients. A l'inverse, le régulateur selon l'invention permet bien entendu également de mémoriser la valeur atteinte par un processus de régulation en "fixant" une vitesse à laquelle le véhicule vient de rouler par l'enfoncement d'une touche correspondante. Le conducteur peut donc accélérer ou ralentir le véhicule de la manière décrite dans ce qui précède à une vitesse constante désirée par lui puis appuyer sur la touche, après quoi il peut retirer le pied de l'accélérateur. La supression de la régu- lation à la vitesse ainsi fixée peut s'effectuer de différentes manières; il est possible, par exemple, de prévoir une réalisation telle que la régulation soit arrêtée par un nouvel actionnement de la même touche ou par la manoeuvre d'un interrupteur supplémentaire relié au frein ou à la pédale d'embrayage. Le papillon des gaz est ramené dans ce cas à la position de ralenti. I-est possible encore de prévoir le rétablissement de la vitesse préalablement mémorisée, également au moyen de la même touche par exemple, de sorte que le conducteur n'est pas obligé d'agir une nouvelle fois sur la pédale. En principe, l'interrupteur marche/arrêt du régula- teur peut être supprimé avec le concept de régulation selon l'inven- tion, puisque la conduite et le comportement du véhicule sont si "normaux" qu'il n'y a aucune raison de rouler sans régulation. Il va de soi qu'il est néanmoins possible de prévoir des systèmes de sécurité utilisablesen cas de panne d'installation de régulation et qui établissent une liaison directe entre le pédale d'accélération et le papillon des gaz, de sorte que ce dernier peut être commandé de façon classique par l'accélérateur. En marche normale avec régu- lation, cette liaison mécanique est cependant coupée et les généra- teurs de valeur de consigne agissent sur un régulateur électronique, agissant lui-même sur un organe final sous forme d'un moteur d'asser- vissement électromécanique ou pneumatique par exemple, lequel manoeuvre le papillon des gaz ou des organes correspondants du système d'injection du moteur du véhicule. Sur le régulateur élec- tronique agit en outre un générateur de valeur réelle qui, en cas d'écart par rapport à la vitesse établie par la régulation, détecte un tel écart et fournit un signal qui déclenche un processus de régulation pour l'annuler, tandis qu'il ne délivre pas de signaux tant que la vitesse reste constante. Il est un outre facile, avec un dispositif selon l'invention, de transformer la commande à deux pédales (d'accéléra- tion et de frein) habituellement prévue dans un véhicule automobile en une commande à pédale unique, par exemple en prévoyant une pédale qui peut pivoter autour d'un point situé dans la région du talon du conducteur. Lorsqu'on fait pivoter une telle pédale vers la droite juste contre une butée, on peut s'en servir comme pédale d'accélération par abaissement dans le plan vertical défini par cette butée; pour freiner, on fait pivoter la pédale juste contre une butée à gauche et on appuie sur elle. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la régulation de la vitesse d'un véhicule automobile avec un moteur à combustion interne, comprenant deux générateurs de valeur de consigne commandés par pédale, qui délivrent un signal correspondant à une accélération et un signal correspondant à une décélération, un générateur de valeur de con- signe qui délivre un signal correspondant à la première dérivée par rapport au temps de la vitesse, un régulateur comparant des valeurs de consigne et des valeurs réelles et un organe final, les générateurs de valeur de consigne étant réalisés et disposés de manière qu'ils délivrent une valeur de consigne "O" à une position déterminée de la pédale, caractérisé en ce que les géné- rateurs de valeur de consigne sont disposés de manière qu'ils entrent en action l'un après l'autre pendant le mouvement d'une seule et même pédale par deux portions successives de la course de la pédale et que la pédale présente une position d'arrêt entre les deux portions de sa course. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position d'arrêt est réalisée comme une position inter- médiaire entre deux forces de ressort différentes. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux générateurs de valeur de consigne sont des potentiomètres. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux potentiomètres sont réunis en un seul potentio- mètre et que les différentes portions de la course de la pédale sont associées à différentes parties de la course du curseur du potentiomètre unique. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pédale d'accélération et la pédale de frein du véhi- cule sont réunies en une seule pédale, montée pivotante entre deux positions,.qui présente une course pour la fonction de pédale d'accé- lération à une position en pivotement et une deuxième course pour la fonction de pédale de frein à l'autre position en pivotement.