Brevet FR2818932A1 — publié le 20020705

La présente invention concerne un système et un procédé de lutte contre des baisses de vigilance pour conducteur de véhicule automobile. Dans le but d'augmenter la sécurité des véhicules, il a été proposé de doter certains véhicules de dispositifs anti-fatigue permettant de lutter contre des baisses de vigilance en émettant en direction du conducteur des stimuli permettant de le maintenir dans un état de vigilance suffisant ou de lui indiquer que son état ne lui permet plus de conduire son véhicule avec sécurité. Généralement, ce type de système est basé sur une détection d'un état de somnolence, par exemple par détection d'une modification de la fréquence cardiaque ou de la fréquence de clignement des yeux. Ce type de système présente un inconvénient majeur, dans la mesure où la détection de la baisse de vigilance est relativement difficile à mettre en oeuvre. Le but de l'invention est de pallier cet inconvénient. Elle a donc pour objet un système de lutte contre des baisses de vigilance pour conducteur de véhicule automobile, comprenant des moyens de commande de l'actionnement d'un ou de plusieurs organes fonctionnels du véhicule aptes à augmenter la vigilance du conducteur, essentiellement caractérisé en ce que les moyens de commande sont aptes à commander l'actionnement du ou des organes fonctionnels indépendamment d'une détection ou d'une estimation d'un risque de baisse de vigilance du conducteur. Ainsi, on s'affranchit d'un calcul direct de la baisse de vigilance, ce qui simplifie considérablement les calculs mis en oeuvre et améliore la fiabilité du système. Ce système peut avantageusement être complété par une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - il comporte en outre des moyens de sélection du mode de fonctionnement du système, raccordés au calculateur et actionnables manuellement par le conducteur pour activer et désactiver le système et pour sélectionner le mode de fonctionnement du système parmi un mode de fonctionnement forcé selon lequel les organes fonctionnels sont activés indépendamment du risque de baisse de vigilance et un mode de fonctionnement conditionnel selon lequel les organes fonctionnels sont commandés en fonction du risque de baisse de vigilance ; - le calculateur comporte un générateur de fonction aléatoire associé aux moyens de commande des organes fonctionnels pour provoquer l'actionnement de ces derniers à des instants et selon des durées aléatoires ; - les organes fonctionnels comportent des équipements aptes à modifier l'ambiance de l'habitacle du véhicule automobile ; - les organes fonctionnels comportent des équipements aptes à modifier le comportement du véhicule ; - les organes fonctionnels comportent des organes d'émission de messages aptes à stimuler le conducteur ; - il comprend des moyens de mesure de variables représentatives de caractéristiques de roulage du véhicule et un calculateur, auquel sont raccordés les moyens de mesure, comportant des moyens d'élaboration d'une variable représentative d'un risque de baisse de vigilance du conducteur, à partir des variables représentatives des caractéristiques de roulage du véhicule et des moyens de commande de l'actionnement d'un ou de plusieurs organes fonctionnels du véhicule aptes à augmenter la vigilance du conducteur, en fonction du risque de baisse de vigilance du conducteur ; - les moyens d'élaboration de la variable représentative du risque de baisse de vigilance du conducteur comportent des moyens d'élaboration d'une première variable représentative de la monotonie du roulage du véhicule, à partir des variables représentatives de caractéristiques de roulage du véhicule, et des moyens d'élaboration d'une deuxième variable représentative de la susceptibilité du conducteur à une baisse de vigilance, pour l'élaboration de ladite variable représentative du risque de baisse de vigilance en fonction desdites première et deuxième variables ; - lesdits moyens d'élaboration de la deuxième variable comportent des moyens de calcul de la valeur de ladite deuxième variable en fonction de la position d'un sélecteur de réglage de niveau de fatigue actionnable manuellement par le conducteur, de la valeur de caractéristiques représentatives de conditions de roulage, et d'une indication de l'heure de roulage ; - lesdites caractéristiques représentatives des conditions de roulage sont constituées par au moins l'une des caractéristiques choisies parmi la température de l'habitacle du véhicule, la position d'un sélecteur de commande d'éclairage, et la position d'un sélecteur de commande d'essuie-vitres ; - les variables représentatives de caractéristiques de roulage du véhicule sont constituées par au moins l'une des caractéristiques choisies parmi la durée de la conduite depuis le dernier démarrage, le niveau d'enfoncement de la pédale d'accélérateur, la vitesse du véhicule, la position d'un sélecteur de commande du régulateur de vitesse et la position angulaire du volant ; - il comporte en outre des moyens de comparaison de la variable représentative du risque de baisse de vigilance du conducteur avec au moins une valeur de seuil et des moyens de commande de l'émission de signaux indicateurs du risque de baisse de vigilance activés en réponse à un dépassement du seuil. L'invention a également pour objet un procédé de lutte contre des baisses de vigilance pour conducteur de véhicule automobile, essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - mesurer en continu des variables représentatives de caractéristiques de roulage du véhicule ; - élaborer une variable représentative d'un risque de baisse de vigilance du conducteur, à partir des variables représentatives des caractéristiques de roulage du véhicule ; et - actionner un ou plusieurs organes fonctionnels du véhicule aptes à augmenter la vigilance du conducteur, en fonction du risque de baisse de vigilance du conducteur. De préférence, les organes fonctionnels sont actionnés à des instants et pendant des durées aléatoires. Avantageusement, la variable représentative du risque de baisse de vigilance du conducteur est élaborée à partie de la monotonie du roulage et de la susceptibilité du conducteur à une baisse de vigilance. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un schéma synoptique illustrant la structure d'un système conforme à l'invention ; et la figure 2 est un organigramme illustrant le fonctionnement du système de la figure 1. Sur la figure 1, on a représenté un système de lutte contre des baisses de vigilance pour conducteur de véhicule automobile, désigné par la référence numérique générale 10. Ce système est destiné, d'une part, à signaler au conducteur du véhicule tout risque de baisse de vigilance et, d'autre part, à le maintenir dans un état de vigilance suffisant pour lui permettre de conduire son véhicule avec sécurité. Ce système 10 est essentiellement constitué par un calculateur 12 embarqué à bord du véhicule, auquel sont raccordés un premier sélecteur 14 permettant de mettre le système à l'arrêt, de le positionner selon un mode de fonctionnement forcé ou inconditionnel, selon lequel il est apte à maintenir le conducteur dans un état de vigilance suffisant indépendamment du risque de baisse de vigilance du conducteur, et selon un mode de fonctionnement conditionnel, selon lequel le système agit en fonction du risque de baisse de vigilance, et à un deuxième sélecteur 16 actionnable manuellement par un utilisateur pour indiquer au calculateur 12 l'état de fatigue dans lequel il se situe, c'est-à-dire la susceptibilité à la baisse de vigilance. Ainsi, selon un premier mode de fonctionnement, la stimulation du conducteur s'effectue indépendamment du risque de baisse de vigilance du conducteur. Le calculateur 12 reçoit, en entrée, des signaux représentatifs de caractéristiques de roulage du véhicule, à savoir la durée de conduite Dur-con depuis le dernier démarrage, le niveau d'enfoncement Niv~Ped de la pédale d'accélérateur, la vitesse du véhicule Vit, la position Pos-Reg Vit du sélecteur de commande du régulateur de vitesse et la position angulaire du volant Pos Vol. Le calculateur 12 reçoit également en entrée des signaux représentatifs de condition de roulage, à savoir la température Temp de l'habitacle du véhicule, la position ComEcl d'un sélecteur de commande d'éclairage et la position ComEssuiVitre du sélecteur de commande d'essui-vitre, ainsi que l'heure H de roulage. Ces informations sont fournies par des capteurs de mesure appropriés, de type classique, équipant le véhicule ou sont directement déterminées par le calculateur. Il délivre, en sortie, des signaux de commande C,..., CN d'organes fonctionnels du véhicule aptes à augmenter la vigilance du conducteur, à partir des signaux représentatifs des caractéristiques de roulage du véhicule, des signaux représentatifs des conditions de roulage, de l'heure de roulage et de la position des premier et deuxième sélecteurs 14 et 16. A cet effet, le calculateur 12 comporte, stockés en mémoire, tous les moyens logiciels de calcul appropriés pour l'élaboration et le calcul de la valeur de ces signaux de commande C,..., CN. En particulier, le calculateur 12 comporte des moyens logiciels aptes à élaborer une variable RisqueHypovig représentative d'un risque de baisse de vigilance du conducteur, à partir des signaux représentatifs des caractéristiques de roulage du véhicule, à savoir les signaux DurCond, NivPed, Vit, Pos~Reg, et Pos-vol reçus en entrée du calculateur 12 ou directement calculés, et des signaux représentatifs des caractéristiques de roulage, à savoir les signaux Temp, Com~Ecl et ComEssuiVitre et de l'heure de roulage H. Ces moyens logiciels comportent un premier module logiciel adapté pour élaborer une première variable Monot~Roulage représentative de la monotonie du roulage du véhicule, à partir des signaux représentatifs des caractéristiques de roulage du véhicule et un deuxième module logiciel adapté pour élaborer une deuxième variable SusceptConduc à partir des caractéristiques représentatives des conditions de roulage, de l'heure de roulage et de la position du deuxième sélecteur 16. A partir de ces première et deuxième variables, un troisième module logiciel élabore la variable RisqueHypovig représentative d'un risque de baisse de vigilance. Par ailleurs, le calculateur 12 comporte des moyens logiciels de comparaison de la valeur de la caractéristique RisqueHypovig représentative d'un risque de baisse de vigilance avec une première valeur de seuil SI à partir de laquelle il est décidé que le conducteur doit être averti de l'élévation du risque de baisse de vigilance, par émission d'un signal sonore, à l'aide de moyens de synthèse vocale appropriée (non représentée), ou visuel, et de comparaison de cette variable Risque~Hypovig avec une deuxième valeur de seuil S2, à partir de laquelle il est décidé que le conducteur doit être informé de son état de fatigue et de son besoin impératif de sommeil. Dans ce cas, par exemple, un signal sonore ou visuel est émis, invitant le conducteur à s'arrêter. Dans ce cas, une programmation d'un réveil peut être effectuée au moyen du calculateur 12. Comme indiqué précédemment, le calculateur 12 est adapté pour élaborer des signaux de commande C,..., CN aptes à maintenir le conducteur dans un état de vigilance suffisant, lorsqu'il est détecté que le risque de baisse de vigilance augmente. Les organes fonctionnels du véhicule piloté par ces signaux de commande peuvent être constitués par tout type d'équipement capable de stimuler mentalement ou physiquement le conducteur. Par exemple, les organes fonctionnels pilotés peuvent être constitués par des équipements aptes à modifier l'ambiance de l'habitacle du véhicule automobile. Ainsi, notamment, il est possible de modifier : - le niveau d'éclairement du combiné du poste de conduite ; - l'allumage de lampes-témoin du combiné ; - la composition et la couleur du fond de l'écran d'affichage et la police et la couleur de caractères et d'images affichés sur le combiné ; - l'éclairage intérieur du poste de conduite ; - la température de consigne du climatiseur à la place du conducteur ; la vitesse et l'orientation de l'air du climatiseur ; - le réglage de la position du siège du conducteur. Il est également possible de commander l'émission d'une lumière clignotante, de piloter l'actionnement de signaux d'indication d'oubli d'éclairage des feux, de piloter le poste de radio de manière à modifier le volume, la balance droite-gauche, la balance avantarrière, l'équilibrage aigu-grave, le canal écouté,.... de commander l'émission d'odeurs anti-sommeil appropriées et de piloter le lève-vitre du conducteur ou du passage. Selon un autre exemple de réalisation, éventuellement cumulatif, les organes fonctionnels pilotés sont constitués par des équipements aptes à modifier le comportement du véhicule. C'est ainsi, par exemple, qu'il est possible de piloter la suspension du véhicule de manière à modifier sa fermeté ainsi que la fréquence de pompage, de modifier le comportement dynamique du véhicule par action sur des organes de puissance et par modification de la réponse des commandes de conduite. Enfin, il est possible de stimuler mentalement le conducteur en lui transmettant des messages nécessitant un acquittement et/ou en lui posant des questions avec des réponses attendues. On notera que, de préférence, le calculateur 12 incorpore un générateur de fonction aléatoire, de manière à procéder à la commande des organes fonctionnels du véhicule à des instants et pendant des durées aléatoires, de manière à éviter d'introduire toute monotonie dans la stimulation. On va décrire maintenant, en référence à la figure 2, le fonctionnement détaillé du système de lutte contre les baisses de vigilance qui vient d'être décrit. Au cours d'une première étape 18, le calculateur 12 procède à l'acquisition de la position du premier sélecteur 14 de marche/arrêt. Au cours de l'étape 20 suivante, il procède à une détection proprement dite de la position de ce sélecteur 14. Si, au cours de cette étape, il est détecté que ce sélecteur 14 se situe en position d'arrêt (étape 22), le calculateur 12 modifie les signaux de commande C,..., CN, de manière à arrêter tous stimuli (étape 24). La procédure retourne alors à la première étape 18. Dans le cas où, lors de l'étape de détection 20, il est détecté que le sélecteur 14 se situe en position de marche (étape 26), le calculateur 12 procède à l'acquisition du niveau de stimulation, par acquisition de la position du deuxième sélecteur 16, de manière à obtenir une indication quant au niveau de fatigue dans lequel se sent le conducteur (étape 28). Lors de l'étape 30 suivante, le calculateur 12, à l'aide du générateur de fonction aléatoire, calcule l'instant T de démarrage des stimuli et la durée t de ces stimuli. Au cours de cette étape, il procède également à la sélection des organes fonctionnels à piloter et détermine le niveau de stimulation à engendrer. Il procède dès lors à l'élaboration des signaux de commande C,..., CN de manière à stimuler le conducteur, dès que l'instant de démarrage T est atteint (étapes 32 et 34). Cette stimulation est maintenue tant que la durée t de stimulation n'est pas atteinte (étape 36). Ce premier mode de fonctionnement correspond à une stimulation inconditionnel du conducteur, c'est-à-dire indépendamment du risque de baisse de vigilance. Comme indiqué précédemment, le système 10 comporte également un mode de fonctionnement conditionnel, c'est- à-dire un mode de fonctionnement selon lequel le conducteur est stimulé en cas de risque accru de baisse de vigilance. Ce deuxième mode de fonctionnement est lancé lorsqu'il est détecté, au cours de l'étape de détection 20, que le premier sélecteur 14 se situe dans la position de marche conditionnelle (étape 38). Si tel est le cas, le calculateur 12 procède à l'élaboration et au calcul de la première variable Monot~Roulage (étape 40) puis examine, lors de l'étape 42 suivante, si la valeur de cette première variable correspond à un roulage monotone. Si tel est le cas, lors de l'étape 44 suivante, le calculateur 12 procède à l'acquisition de la valeur sélectionnée par le conducteur au moyen du deuxième sélecteur 16. A l'issu de cette étape, le calculateur 12 procède à l'élaboration et au calcul de la deuxième variable Suscept~Conduc, comme mentionné précédemment, de manière à déterminer la susceptibilité du conducteur à une baisse de vigilance, à partir des caractéristiques représentatives des conditions de roulage, de l'heure de roulage, et de la position du deuxième sélecteur 16 (étape 46). Lors de l'étape 48 suivante, le calculateur 12 utilise le troisième module logiciel pour calculer la valeur de la variable RisqueHypovig représentative du risque de baisse de vigilance, à partir des première et deuxième variables précédemment calculées. Il est alors procédé à une comparaison de la valeur de cette variable Risque~Hypovig avec une première valeur de seuil SI (étape 50), de manière à émettre un premier message (étape 52) signalant au conducteur l'augmentation du risque de baisse de vigilance, en cas de dépassement de ce premier seuil. Après émission de ce premier message, il est procédé à une stimulation de manière à maintenir le conducteur dans un état de vigilance suffisant, comme décrit précédemment en référence aux étapes 30 à 36. Dans le cas contraire, au cours de l'étape 54 suivante, le calculateur 12 compare la valeur de la variable RisqueHypovig avec une deuxième valeur de seuil S2. En cas de dépassement de ce deuxième seuil, supérieur au premier seuil Si, il est émis un deuxième message de manière à indiquer au conducteur que son état de fatigue nécessite un arrêt impératif pour un sommeil réparateur et lui proposer un réveil programmé (étape 56). La procédure se poursuit ensuite par les étapes 30 à 36 précédemment mentionnées. Comme on le conçoit, l'invention qui vient d'être décrite, dans laquelle on procède à une surveillance du risque de baisse de vigilance permet de simplifier grandement les calculs mis en oeuvre et d'augmenter la fiabilité du système. REVENDICATIONS 1. Système de lutte contre des baisses de vigilance pour conducteur de véhicule automobile, comprenant des moyens de commande de l'actionnement d'un ou de plusieurs organes fonctionnels du véhicule aptes à augmenter la vigilance du conducteur, caractérisé en ce que les moyens de commande sont aptes à commander l'actionnement du ou des organes fonctionnels indépendamment d'une détection ou d'une estimation d'un risque de baisse de vigilance du conducteur. 2. Système de lutte contre des baisses de vigilance selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (14) de sélection du mode de fonctionnement du système, raccordés au calculateur (12) et actionnables manuellement par le conducteur pour activer et désactiver le système et pour sélectionner le mode de fonctionnement du système parmi un mode de fonctionnement forcé selon lequel les organes fonctionnels sont activés indépendamment du risque de baisse de vigilance et un mode de fonctionnement conditionnel selon lequel les organes fonctionnels sont commandés en fonction du risque de baisse de vigilance. 3. Système de lutte contre des baisses de vigilance selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le calculateur (12) comporte un générateur de fonction aléatoire associé aux moyens de commande des organes fonctionnels pour provoquer l'actionnement de ces derniers à des instants et selon des durées aléatoires. 4. Système de lutte contre des baisses de vigilance selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les organes fonctionnels comportent des équipements aptes à modifier l'ambiance de l'habitacle du véhicule automobile. 5. Système de lutte contre des baisses de vigilance selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les organes fonctionnels comportent des équipements aptes à modifier le comportement du véhicule. 6. Système de lutte contre des baisses de vigilance selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les organes fonctionnels comportent des organes d'émission de messages aptes à stimuler le conducteur. 7. Système de lutte contre des baisses de vigilance selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mesure de variables (DurCond, Niv~Ped, Vit, PosRegVit, Pos-Vol) représentatives de caractéristiques de roulage du véhicule et un calculateur (12), auquel sont raccordés les moyens de mesure, comportant des moyens d'élaboration d'une variable représentative d'un risque de baisse de vigilance du conducteur, à partir des variables (DurCond, Niv~Ped, Vit, PosRegVit, PosVol) représentatives des caractéristiques de roulage du véhicule et des moyens de commande de l'actionnement d'un ou de plusieurs organes fonctionnels du véhicule aptes à augmenter la vigilance du conducteur, en fonction du risque de baisse de vigilance du conducteur. 8. Système de lutte contre des baisses de vigilance selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'élaboration de la variable représentative du risque de baisse de vigilance du conducteur comportent des moyens d'élaboration d'une première variable représentative de la monotonie du roulage du véhicule, à partir des variables représentatives de caractéristiques de roulage du véhicule, et des moyens d'élaboration d'une deuxième variable représentative de la susceptibilité du conducteur à une baisse de vigilance, pour l'élaboration de ladite variable représentative du risque de baisse de vigilance en fonction desdites première et deuxième variables. 9. Système de lutte contre des baisses de vigilance selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens d'élaboration de la deuxième variable comportent des moyens de calcul de la valeur de ladite deuxième variable en fonction de la position d'un sélecteur (16) de réglage de niveau de fatigue actionnable manuellement par le conducteur, de la valeur de caractéristiques (Temp, ComEcl, ComEssuiVitre) représentatives de conditions de roulage, et d'une indication de l'heure (H) de roulage. 10. Système de lutte contre des baisses de vigilance selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdites caractéristiques représentatives des conditions de roulage sont constituées par au moins l'une des caractéristiques choisies parmi la température (Temp) de l'habitacle du véhicule, la position d'un sélecteur de commande d'éclairage (ComEcl), et la position d'un sélecteur de commande d'essuie-vitres (ComEssuiVitre). 11. Système de lutte contre des baisses de vigilance selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les variables représentatives de caractéristiques de roulage du véhicule sont constituées par au moins l'une des caractéristiques choisies parmi la durée de la conduite depuis le dernier démarrage (DurCond), le niveau d'enfoncement de la pédale d'accélérateur (Niv~Ped), la vitesse du véhicule (Vit), la position d'un sélecteur de commande du régulateur de vitesse (PosRegVit) et la position angulaire du volant (PosVol). 12. Système de lutte contre des baisses de vigilance selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de comparaison de la variable représentative du risque de baisse de vigilance du conducteur avec au moins une valeur de seuil et des moyens de commande de l'émission de signaux indicateurs du risque de baisse de vigilance activés en réponse à un dépassement du seuil. 13. Procédé de lutte contre des baisses de vigilance pour conducteur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : mesurer en continu des variables (DurCond, Niv~Ped, Vit, PosRegVit, Pos-Vol) représentatives de caractéristiques de roulage du véhicule ; élaborer une variable représentative d'un risque de baisse de vigilance du conducteur, à partir des variables représentatives des caractéristiques de roulage du véhicule ; et actionner un ou de plusieurs organes fonctionnels du véhicule aptes à augmenter la vigilance du conducteur, en fonction du risque de baisse de vigilance du conducteur. 14. Procédé de lutte contre des baisses de vigilance selon la revendication 13, caractérisé en ce que les organes fonctionnels sont actionnés à des instants et pendant des durées aléatoires. 15. Procédé de lutte contre des baisses de vigilance selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que la variable représentative du risque de baisse de vigilance du conducteur est élaborée à partir de la monotonie du roulage et de la susceptibilité du conducteur à une baisse de vigilance.