Brevet FR2833381A1 — publié le 20030613

La présente invention concerne un dispositif pour calculer et afficher, au tableau de bord d'un véhicule, l'interdistance de sécurité et la distance d'arrêt en urgence, ainsi que pour tester l'état de freinage. L'information sur la vitesse est fournie actuellement par le tableau de bord. Elle indique uniquement la vitesse de déplacement. Cette information n'est pas suffisante pour le conducteur car elle ne lui indique pas la distance d'arrêt en cas d'urgence ni les interdistances. L'absence de cet affichage ne favorise pas le respect des interdistances et ne fournit pas une information réelle sur les degrés de risque liés à la vitesse. En effet, une faible augmentation de la vitesse se traduit par une grande augmentation de la distance de freinage qui est proportionnelle au carré de la vitesse. Par exemple, en augmentant sa vitesse de 50 à 70 km/h, le conducteur a toujours le même sentiment de sécurité mais en réalité la distance de freinage a presque doublé. En supposant une décélération de 7 m/s2, la distance de freinage du véhicule a augmenté de 14 m à 27 m. En respectant les limitations de vitesse mais sans laisser une interdistance suffisante, le conducteur est soumis à un risque plus grand que celui qui correspond à une interdistance suffisante. Par ailleurs, le comportement du véhicule pendant le freinage dépend aussi de facteurs multiples. A vitesse constante, les conditions extérieures, la conduite prolongée sans arrêt et le poids du véhicule impliquent des distances de freinage et d'arrêts différentes c'est à dire des risques variables que le seul affichage de la vitesse n'est pas capable de fournir. Ainsi, par exemple, à la même vitesse : Un véhicule chargé ne réagit pas de la même manière au freinage que quand il est vide. Sa distance de freinage est plus grande. L'adhérence pendant le freinage sur une route sèche ou sur une route mouillée n'est pas la même. Pour éviter le dérapage sur une route mouillée, la décélération doit être inférieure à celle qui correspond à une route sèche. En conséquence, à vitesses égales, la distance d'arrêt augmente en cas de pluie. La conduite nocturne et la conduite diurne ne sont pas identiques. L'identification d'un obstacle est moins aisée la nuit, ce qui augmente en conséquence le temps de réaction avant le freinage. La distance d'arrêt augmente. Selon la chronobiologie, l'attention, la vigilance et la prise de décisions diminuent après minuit et pendant la digestion, ce qui augmente le temps de réaction et la distance d'arrêt. La fatigue due à une longue durée de conduite sans arrêt augmente le temps de réaction devant un obstacle. En conséquence, un long trajet sans repos augmente la distance d'arrêt. En somme, le respect de la limitation de vitesse ne signifie pas un respect des interdistances, la faible variation de la vitesse ne montre pas la grande variation du risque et, à vitesses égales, les risques sont différents. En conséquence, pour une conduite plus sécuritaire, le seul affichage de la vitesse n'est pas suffisant. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Il permet d'effectuer un test sur le comportement du véhicule pendant le freinage et affiche en permanence les interdistances ainsi que la distance d'arrêt en urgence en tenant compte de la vitesse et des facteurs extérieurs. Il comporte, en effet, une unité centrale, comprenant des procédés prédéfinis et des mémoires, reliée : au compteur de vitesse par un capteur qui fournit les données sur la vitesse, au système de freinage par un capteur qui indique l'entrée en action et l'arrêt du freinage, au système d'éclairage par un capteur pour indiquer la baisse de visibilité, au système d'essuie-glaces pour indiquer une route mouillée, à un chronomètre et une horloge pour calculer la durée du freinage pour le test, la durée de conduite sans arrêt, ainsi que le moment de la conduite. et à un panneau frontal comprenant un écran d'affichage ainsi que de commande Pour la première utilisation, le calculateur doit être initialisé. Une commande d'initialisation du calculateur permet d'intégrer : 1. la valeur de la décélération du véhicule standard ou selon le constructeur sur une route sèche ainsi que celle d'un véhicule ultra performant pour les interdistances, 2. la diminution de la décélération sur une route mouillée, 3. et les valeurs d'augmentation de la durée de réaction en fonction des périodes d'hypovigilance, de moment de la conduite et de la durée de conduite sans arrêt. Ensuite, un test de contrôle du freinage, commandé manuellement à partir du panneau frontal, doit être effectué afin de fournir au calculateur la valeur de décélération réelle du véhicule. Pour réaliser le test, le conducteur accélère puis freine avec appui jusqu'à l'arrêt complet du véhicule. Les informations sur la vitesse sont distribuées à deux procédés prédéfinis : le premier mémorise la vitesse du véhicule quand le capteur du freinage montre l'entrée en action du frein, le second calcule la durée du freinage entre l'entrée en action du freinage et la moment où la vitesse devient nulle, et la stocke en mémoire. La commande de mise en route du test met en action un troisième procédé prédéfini qui, en fonction de la durée de freinage et de la vitesse au début du freinage-test, calcule la valeur de la décélération du véhicule et la stocke comme une donnée permanente jusqu'au prochain test. La décélération réelle est ensuite comparée en permanence à celle du constructeur. Selon l'importance de l'écart, un message concernant le résultat du test s'affiche sur l'écran. Un test périodique permet le contrôle du système de freinage. De même, en cas de véhicule chargé, la réalisation systématique du test donne une idée exacte du freinage. Les informations fournies par le capteur de vitesse sont aussi traitées par l'unité centrale après les corrections nécessaires à la décélération et au temps de réaction, en fonction des données extérieures et de l'état du système de freinage. En effet, cinq procédés prédéfinis contribuent au calcul de la distance d'arrêt et de l'interdistance en fonction du risque. Un procédé prédéfini compare en permanence la valeur de la décélération selon le test avec celle standard ou du constructeur. Si la décélération du véhicule selon le test est inférieure à celle du constructeur, ce procédé la définit comme valeur prioritaire pour le calcul de la distance de freinage et, selon l'importance de l'écart, il affiche, sur l'écran et au démarrage du véhicule, des messages pour vérifier le système de freinage. Un autre procédé prédéfini fournit les corrections nécessaires à la décélération selon les informations du capteur correspondant sur la mise en route des essuie-glaces. Il les calcule en fonction de la valeur introduite lors de l'initialisation du calculateur. Un troisième procédé prédéfini fournit également les corrections apportées au temps de réaction selon les informations sur la mise en route de l'éclairage, ainsi que selon la durée du trajet et le moment de conduite. Un quatrième procédé calcule, après toutes les corrections nécessaires et l'ajout systématique d'un délai de réaction, la distance minimale d'arrêt en urgence et l'affiche continuellement, à l'exception du moment de la réalisation du test, sur le petit écran du panneau frontal. Un cinquième procédé calcule l'interdistance de sécurité comme la différence entre la distance d'arrêt du véhicule et la distance de freinage du véhicule devançant, en supposant, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule devançant roule à la même vitesse que le véhicule suivant et est doté d'un système de freinage ultra-performant et invariable quelles que soient les conditions extérieures. Le dessin annexé illustre l'invention : la figure 1 représente un schéma fonctionnel du calculateur. En référence à ce dessin le dispositif est un calculateur comprenant une unité centrale (1) avec des procédés prédéfinis (PI ; P2 ; P3 ; P4 ; P5 ; P6 ; P7 et P8) et des mémoires (M2, M3, M6, M73, M74, M75 et M78) reliée, d'une part, au compteur de vitesse par le capteur (2) qui fournit les données sur la vitesse, au système de freinage par le capteur (3) qui indique l'entrée en action et l'arrêt du freinage, au système d'essuie-glaces par le capteur (4) qui lui indique une route mouillée, au système d'éclairage par un capteur (5) pour indiquer la baisse de visibilité, à un chronomètre et une horloge (6) pour calculer la durée du voyage, la durée du freinage ainsi que le moment de la conduite. D'autre part, cette unité centrale est reliée à un panneau frontal (7) comprenant un écran d'affichage pour la distance d'arrêt en urgence (71) le résultat du test et l'interdistance (72), ainsi que des boutons de commande (78) et de sélection (78). En référence au dessin 1, Le capteur des données sur la vitesse (2) fournit des informations aux procédés (P2), (P6), (P7) et (P8). Le procédé (P2) ordonne de mémoriser la vitesse fournie par le capteur de vitesse (2) quand la mise en action du freinage lui est signalée par le capteur (3) et stocke la vitesse en (M2). Le procédé (P6), prédéfini pour mémoriser la durée du freinage fournie par un chronomètre (6), stocke les données sur cette durée en (M6). Il se déclenche par le capteur (3) et s'arrête lorsque les données sur la vitesse fournie par le capteur (2) correspondent à zéro. Le procédé (P3), prédéfini pour calculer la décélération en fonction de la vitesse mémorisée (M2) et de la durée du freinage (M6), calcule la décélération du freinage selon le test et stocke le résultat du test en (M3). Il se déclenche manuellement à partir du panneau frontal (7) par le sélecteur (79) et la commande (78). La mémoire (M73) stocke la valeur de décélération standard ou du constructeur introduite au moment de l'initialisation du calculateur à partir du panneau frontal et de l'écran (7). Le procédé (P1) compare le résultat du test de freinage (M3) avec la valeur de décélération standard ou celle du constructeur (M73), détermine la décélération minimale à prendre dans les calculs du procédé (P7) et affiche, selon l'importance de l'écart, des messages concernant le résultat sur la partie basse de l'écran (72). La mémoire (M74) stocke la valeur de correction de la décélération en cas de pluie. Le procédé (P4) calcule la correction à apporter à la décélération en cas de pluie à partir des données du capteur (4) et de la mémoire (M74). La mémoire (M75) stocke les valeurs de correction pour la nuit, le moment de la conduite (périodes d'hypovigilance) et de la durée de conduite sans arrêt. Le procédé (P5) calcule la correction à apporter au temps de réaction en fonction du moment et de la durée de conduite sans arrêt et selon les données de la mémoire (M75), du système d'éclairage (5), de l'horloge et du chronomètre (6). Le procédé (P7) calcule la distance d'arrêt en urgence à partir des données fournies par le capteur de vitesse (2), les procédés (P1), (P4) et (P5). Il fournit le résultat au procédé (P8) et l'affiche sur l'écran (71) du panneau frontal (7). La mémoire (M78) stocke la valeur de décélération maximale des véhicules ultra-performants. Le procédé (P8) calcule l'interdistance à partir des données du capteur (2), du résultat du procédé (P7) ainsi que de la mémoire (M78) et l'affiche sur la partie basse de l'écran (72) du panneau frontal (7). Le panneau frontal (7) comprend des zones d'affichage (71) et (72) et des boutons de commande (78) et de sélection (79). Les boutons de commande (78) et de sélection (79) permettent d'initialiser le calculateur en fournissant les données constructeur ou standard de décélération à la mémoire (M73), la valeur de diminution de la décélération en cas de pluie à la mémoire (M74) et les valeurs d'augmentation du temps de réaction en fonction de l'éclairage, du moment de conduite et de la durée du voyage à la mémoire (M75) ainsi que la valeur de décélération maximale des véhicules ultra-performants à la mémoire (M78). Ils permettent également de régler l'horloge (6) et mettre en route le procédé (P3) pour réaliser le test de freinage. Le capteur (3) fournit des données sur la mise en action du freinage au chronomètre (6) et au procédé (P2). Le capteur (4) fournit des données sur la mise en route des essuie-glaces au procédé (P4). Le capteur (5) fournit des données sur la mise en route de l'éclairage au procédé (P5). Le chronomètre et l'horloge (6) fournissent les données au procédé (P6) pour calculer la durée du freinage et au procédé (P5) pour les données sur la durée du trajet et le moment de la conduite. Selon des modes particuliers de réalisation non-illustrés : L'unité centrale selon l'invention est liée à un dispositif de lecture de messages ou d'émission de signaux sonores pour avertir le conducteur quand le risque est élevé : conduite prolongée après minuit ; grande vitesse en cas de nuit ou de pluie... En cas de période d'hypovigilance, l'avertisseur émet des signaux dont la fréquence augmente en fonction de la durée de voyage. Le calculateur est lié à un thermomètre qui indique l'état de gel ou de pluie verglaçante et émet des signaux d'alerte et d'appel à la vigilance. Le capteur (4) est relié à un système hygrosensible qui lui indique une route mouillée. Le capteur (5) est relié à un système photosensible qui lui indique la baisse de luminosité. Pour les véhicules lourds, catégorie citée à titre d'exemple non limitatif, l'unité centrale est reliée par un capteur à un niveau qui détermine l'inclinaison des pentes. Elle intègre une zone de mémoire pour la valeur de l'accélération terrestre ainsi qu'un procédé avec une fonction de calcul trigonométrique supplémentaire qui corrigera les données sur la distance d'arrêt et l'interdistance. Selon la capacité des mémoires et la puissance du microprocesseur, les procédés et mémoires sont regroupés, dispersés ou intégrés et sont gérés par un ou plusieurs microprocesseurs. Les commandes sont accessibles à partir d'un seul ou plusieurs boutons. Les éléments nécessaires à la réalisation du calculateur, éléments cités à titre d'exemple non limitatif, sont des composants et systèmes électroniques assurant les fonctions prédéfinies et citées selon la description, montés sur circuits imprimés et assemblés pour en faire un calculateur opérationnel : Microprocesseur avec fonctions arithmétiques, trigonométriques et logiques ainsi que de gestion des mémoires ; mémoires ; horloge et chronomètre ; afficheurs LCD avec fond éclairé ; sélecteur et boutons de commande ; capteurs et convertisseurs des signaux analogiques digitaux ; cartes ; éléments de connections, d'assemblage et d'alimentation... Le calculateur selon l'invention est destiné à l'équipement des tableaux de bord des véhicules légers et lourds. REVENDICATIONS 1. Dispositif équipant des tableaux de bord de véhicules caractérisé en ce qu'il comprend des capteurs (2, 3,4 et 5), un chronomètre (6) et un calculateur qui teste l'état de freinage, calcule et affiche au tableau de bord d'un véhicule, l'interdistance de sécurité et la distance d'arrêt en urgence en fonction de la vitesse, de l'état du système de freinage, de la visibilité, de l'adhérence, de la durée et du moment de conduite. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le calculateur comprend une unité centrale (1) reliée au compteur de vitesse par un capteur (2) qui lui fournit les données sur la vitesse ; au système de freinage par un capteur (3) qui lui indique l'entrée en action et l'arrêt du freinage ; au système d'essuie-glaces par un capteur (4) pour lui indiquer une route mouillée ; au système d'éclairage par un capteur (5) pour lui indiquer la baisse de visibilité ; à un chronomètre et une horloge (6) pour calculer la durée de conduite sans arrêt, la durée du freinage ainsi que le moment de la conduite ; et à un panneau frontal (7) comprenant un écran d'affichage avec des zones consacrées à la distance minimale d'arrêt (71) et à l'interdistance ainsi qu'au résultat du test (72) et ayant des boutons de commande (78) et de sélection (79). 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'unité centrale (1) comprend des procédés arithmétiques, logiques et de gestion de mémoires (PI ; P2 ; P3 ; P4 ; P5 ; P6 ; P7et P8) et des mémoires (M2, M3, M6, M73, M74, M75 et M78) assurant les fonctions suivantes : le procédé (P2) est prédéfini pour mémoriser en (M2) la vitesse fournie par le capteur (2) à l'instant de la mise en action du freinage signalée par le capteur (3) ; le procédé (P6) est prédéfini pour mémoriser en (M6) la durée du freinage fournie par le chronomètre (6) ; le procédé (P3) calcule la décélération pendant le test et la stocke en (M3) en fonction de la vitesse mémorisée en (M2) et de la durée du freinage en (M6) ; la mémoire (M73) stocke la valeur de décélération standard ou du constructeur ; le procédé (PI) compare le résultat du test de freinage (M3) avec la valeur de décélération standard ou du constructeur (M73), affiche des messages concernant le résultat sur l'écran (72) et fournit au procédé (P7) la valeur minimale des deux décélérations enregistrées en (M3) et (M73) ; la mémoire (M74) stocke la valeur de correction en cas de pluie ; le procédé (P4) calcule pour le procédé (P7), la correction à apporter à la décélération en cas de pluie à partir des données du capteur des essuie-glaces (4) et de celles de la mémoire (M74) ; la mémoire (M75) stocke les valeurs de correction pour les délais de réaction correspondant à une conduite nocturne, au moment de la conduite et à la durée de conduite sans arrêt ; le procédé (P5) calcule la correction à apporter au temps de réaction en fonction de la nuit, du moment et de la durée de conduite sans arrêt selon les données fournies par le capteur du système d'éclairage (5), l'horloge et le chronomètre (6) ainsi que par la mémoire (M75) ; le procédé (P7) calcule la distance minimale d'arrêt urgent à partir des données fournies par le capteur de vitesse (2), par les procédés (P1), (P4) et (P5) et affiche en permanence le résultat dans la zone d'affichage de la distance minimale d'arrêt (71) du panneau frontal (7) ; la mémoire (M78) stocke la valeur de décélération maximale des véhicules ultra-performants ; le procédé (P8) est caractérisé en ce qu'il calcule l'interdistance à partir des données du capteur (2), du résultat du procédé (P7) ainsi que de la mémoire (M78) et l'affiche dans la zone de l'écran (72). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chronomètre (6) est déclenché par le capteur (3) et s'arrête lorsque les données fournies par le capteur (2) lui indiquent une vitesse nulle 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les boutons de commande (78) et sélection (79) permettent d'initialiser le calculateur en fournissant les données aux mémoires (M73), (M74), (M75) et (M78) et effectuent le réglage de l'horloge et la mise en route du procédé (P3) pour réaliser le test de freinage. 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité centrale (1) comprend un dispositif de lecture de messages ou d'émission de signaux sonores pour avertir le conducteur quand le risque est élevé (conduite prolongée après minuit ; grande vitesse en cas de pluie...). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calculateur est relié à un thermomètre qui indique l'état de gel ou de pluie verglaçante en émettant des signaux d'alerte et d'appel à la vigilance. 8. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'unité centrale (1) est reliée par un capteur à un niveau qui détermine l'inclinaison des pentes et intègre une zone de mémoire pour la valeur de l'accélération terrestre ainsi qu'un procédé avec une fonction de calcul trigonométrique supplémentaire pour corriger les données sur la décélération du véhicule lourd. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (4) est relié à un système hygrosensible qui lui indique une route mouillée. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur (5) est relié à un système photosensible qui lui indique la baisse de luminosité. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le panneau frontal (7) comporte un nombre variable de boutons de commande (78) ou de sélection (79).