Brevet FR2910105A1 — publié le 20080620

Dispositif d'avertissement de l'imminence d'un changement de rapport de vitesse d'un véhicule La présente invention concerne un dispositif propre à transmettre au seul conducteur d'un véhicule, notamment d'un véhicule automobile, une information l'avertissant d'un changement de rapport de vitesse imminent. Elle s'applique aux boîtes de vitesses dont le contrôle s'effectue par un calculateur et vise à diminuer le phénomène de hochement de tête du conducteur, causé par une rupture de vitesse non sollicitée du véhicule. Les véhicules automobiles actuels comportent, selon des réalisations de plus en plus sophistiquées, divers moyens qui avertissent conducteur d'évènements liés à la conduite du véhicule. A titre d'exemples, on citera : un dépassement de seuil de vitesse autorisé, un surrégime du nombre de tours du moteur dans un rapport donné de la boîte de vitesses, 15 une détection de la présence d'un autre véhicule dans l'angle mort de vision du conducteur au moment du déboîtement de son véhicule pour dépassement d'un autre véhicule ou un franchissement d'un obstacle quelconque. Cette liste n'est pas limitative, les événements pouvant provenir de toute autre cause extérieure ou être directement issus des paramètres du 20 véhicule. Parmi les évènements propres à l'allure d'un véhicule, les changements de rapport de vitesse entraînant une rupture d'accélération soudaine peuvent créer un phénomène indésirable correspondant à un 25 hochement de tête du conducteur. Selon certains types de boîtes de vitesse, comme les boîtes de vitesse manuelles, le conducteur peut anticiper le hochement de la tête puisque c'est lui qui décide du changement de rapport approprié. En revanche, dans le cas des boîtes de vitesses automatiques et plus précisément dans le cas des boîtes de vitesses dont le contrôle 30 s'effectue par un calculateur, par exemple les boîtes dites BVMP, dont l'acronyme signifie boîte de vitesses mécanique pilotée , le conducteur est souvent surpris désagréablement par un changement de rapport qu'il n'a pas sollicité. L'énergie causée par la décélération ou l'accélération, non 2910105 appréhendée, contraint alors le conducteur à effectuer malgré lui un hochement de tête. La figure 1 représente les effets de changements de rapports successifs contrôlés activement par le conducteur lors d'une accélération longitudinale, c'est par exemple le cas d'une boîte de vitesses manuelle. Une première courbe relative à l'accélération du véhicule est représentée en trait plein et une seconde courbe relative à l'accélération de la tête du conducteur est représentée en pointillés. Les changements de rapport sont identifiés, sur le tracé, par les variations d'accélération visibles sur les deux courbes pendant un court instant. La figure 2 représente les effets de changements de rapport subis 15 passivement par le conducteur lors d'une accélération longitudinale, c'est par exemple le cas d'une boîte de vitesse automatique, du type BVMP. Une première courbe relative à l'accélération du véhicule est représentée en trait plein et une seconde courbe relative à l'accélération de la tête du conducteur est représentée en pointillés. 20 Les changements de rapports sont identifiés, sur le tracé, par les variations d'accélération visibles sur les deux courbes pendant un court instant. L'écart entre les deux courbes de la figure 2, comparé au même écart considéré de la figure 1, permet de comprendre le phénomène de 25 hochement de tête. Ce phénomène résulte de la compensation de l'écart d'accélération entre le véhicule et la tête du conducteur qui n'est pas fixée au véhicule. Par ailleurs, concernant les moyens d'anticipation d'un événement 30 donné, les avertisseurs sont, généralement, actionnés par un capteur porté par le véhicule. Celui-ci détecte l'événement lorsqu'il se produit, émettant un signal qui actionne une alarme. Cette alarme peut être sonore ou visuelle, et se manifeste au tableau de bord ou en tout autre endroit de l'habitacle du véhicule pour avertir le conducteur de cet événement. Cette alarme risque aussi de perturber les passagers et de nuire à leur confort. 2910105 De plus, dans le cas d'une alarme visuelle, celle-ci n'est pas nécessairement perçue par le conducteur qui regarde la route en avant de son véhicule et n'a pas en permanence ses yeux dirigés vers le tableau de bord, de sorte que dans certains cas, il peut être averti trop tard de 5 l'événement et n'a plus le temps matériel d'une réaction adéquate dans son mode de conduite. Il existe, également, des moyens haptiques pour prévenir le conducteur d'un événement tel qu'un dispositif d'alarme par vibration. On entend par moyens haptiques des moyens sollicitant le corps humain, et en particulier les récepteurs du toucher. Notamment, le brevet WO 03/011638 A1, concernant un fauteuil vibrant ou encore le brevet EP 0856432 A2, concernant des moyens vibratoires disposés sur un volant, sont deux dispositifs intégrant une alarme vibratoire. Aucun de ces brevets ne concerne cependant un événement directement lié à un changement de rapport de vitesse imminent. Ainsi à un événement donné, il est intéressant d'associer une alarme appropriée pour le conducteur. Les changements de rapports intervenant, généralement, souvent lors d'un trajet quelconque, une alarme visuelle solliciterait beaucoup trop l'attention du conducteur. Le dispositif selon l'invention a pour but de combiner les avantages d'un dispositif d'alarmes vibratoires disposé sur un volant à la prédiction d'évènements de changements de rapport sur des boîtes de vitesses contrôlées par un calculateur. Le dispositif selon l'invention permet à un conducteur d'un véhicule comprenant une boîte de vitesses automatique, d'anticiper une décélération ou une accélération de son véhicule. L'anticipation de l'information permet de réduire l'effet indésirable de hochement de tête non contrôlé qui résulte du changement de rapport. L'invention a, notamment, pour principaux avantages de déclencher des éléments vibrants, de type actuateur, disposés sur le volant, à chaque fois qu'un changement de rapport va se produire sur une boîte de vitesses pilotée par un calculateur, du type BVMP. Cette vibration informe le conducteur du changement de rapport imminent. 2910105 La vibration est ressentie, au niveau des mains, par sti u a ion haptique. Selon l'invention, le dispositif d'avertissement, destiné à informer 5 le conducteur d'un véhicule, notamment d'un véhicule automobile, de l'imminence d'un événement, comporte au moins : • un calculateur pouvant générer un premier signal analogique à partir d'une information relative à l'événement ; des moyens propres à créer une vibration placée sur un volant 10 sous l'effet du signal provenant du calculateur ; Il est caractérisé en ce que l'événement est un changement de rapport de vitesse et en ce que l'information est une commande calculée en anticipation dudit changement de rapport. 15 Avantageusement, les moyens propres à créer une vibration placée sur le volant comprennent au moins un actuateur piézo-électrique. Avantageusement, les moyens propres à créer une vibration placée sur le volant comprennent : • Un premier actuateur piézo-électrique situé sur la partie gauche du 20 volant et ; • un second actuateur piézo-électrique situé sur la partie droite du volant. Avantageusement, les actuateurs vibrent dans une bande fréquence proche de 250Hz. 25 Avantageusement, l'amplitude des oscillations est comprise entre 0,5 et 1 m/s2. Avantageusement, le premier actuateur est dédié à une commande de changement de rapport correspondant à un rapport descendant, et le second est dédié à un rapport montant. 30 Avantageusement, les actuateurs prévenant d'un changement de rapport vibrent pendant un court instant, correspondant à un laps de temps transitoire avant de revenir à un état nominal. 2910105 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit, faite en regard des dessins annexés qui représentent : la figure 1 : Comparaison entre l'accélération du véhicule et celle de la tête du conducteur lorsque les changements de rapports sont contrôlés activement ; la figure 2 : Comparaison entre l'accélération du véhicule et celle de la tête du conducteur quand les changements de rapports sont subis passivement par le conducteur ; la figure 3: Représentation schématique d'un mode de réalisation d'un volant vibrant. Le dispositif selon l'invention comporte un volant sur lequel sont fixés, par exemple, des actuateurs piézo-électriques, lesdits actuateurs 15 pouvant être plus généralement des actionneurs. Dans d'autres cas de réalisation, les actuateurs peuvent être remplacés par d'autres types de transducteurs pouvant générer des vibrations. La figure 4 représente un tel volant 40 où sont intégrés de part et d'autre du volant deux actuateurs piézo-électriques 43 et 44 comprenant 20 chacun un élément vibrant, appelé élément vibrant droit et élément vibrant gauche selon le positionnement des actuateurs sur le volant. Les actuateurs sont chacun reliés à un calculateur 41 par des liaisons électriques 45, 46. La boîte de vitesses 42, dans ce cas de réalisation, est une boîte 25 BVMP, mais l'invention s'applique à tau te autre boîte automatique de vitesse contrôlée par un calculateur. La BVMP génère une information de changement de rapport au calculateur. Cette information est issue d'un calcul prenant en compte la vitesse et/ou l'enfoncement de la pédale et/ou la pente et/ou tout autre 30 paramètre relatif à l'allure du véhicule. En fonction du changement de rapport, selon qu'il est montant ou descendant, l'information transmise indique au calculateur quel élément vibrant doit être déclenché par le biais des liaisons électriques. 5 10 2910105 Dans un premier cas de réalisation, lors d'un changement de rapport descendant, l'élément vibrant gauche sera déclenché par un signal électrique et lors d'un changement de rapport montant, l'élément vibrant droit sera déclenché par un autre signal électrique, les signaux électriques 5 provenant du calculateur. L'élément vibrant, qu'il soit droit ou gauche, vibre pendant un laps de temps relativement court de manière à ne pas perturber l'attention du conducteur. Ce laps de temps est transitoire, l'actuateur récupérant son état 10 initial une fois que la stimulation haptique au conducteur est transmise. Dans un cas de réalisation, les vibrations des éléments vibrants sont de l'ordre de 250Hz. Cette fréquence permet de ne pas interférer avec les vibrations habituellement observées au niveau du volant qui sont comprises dans une bande de fréquence allant de 0,8Hz à 12Hz. 15 Dans d'autre cas de réalisation, les éléments vibrants peuvent légèrement vibrer dans une gamme de fréquences proche de 250Hz. On peut choisir judicieusement des oscillations dans une plage d'amplitude variant de 0,5m/s2 à 1 m/s2. Ces valeurs ne perturbent pas le 20 conducteur sur des trajets de longue durée, c'est à dire de plus de 8 heures. Dans d'autres cas de réalisation, l'amplitude des oscillations pourra être comprise dans une bande proche de celle précédemment définie. Dans une variante, une information complémentaire pourra être générée sur des moyens d'affichage du tableau de bord du véhicule tel qu'un 25 voyant lumineux ou une consigne indiquant qu'un changement de rapport va se produire. Dans ce dernier cas de réalisation, la commande peut être issue directement de la BVMP par exemple. Un des principaux avantages relatifs à l'utilisation des actuateurs 30 piézo-électriques est leur faible coût comparé à d'autres technologies assurant les mêmes fonctions. Un autre avantage de ce dispositif est la qualité de perception par stimulation haptique qui peut être perçue dans tous les cas, contrairement à un signal visuel qui n'est pas perçu systématiquement. 2910105 7 Avec l'expérience et l'habitude, le conducteur diminuera son hochement de tête par adaptation en réponse à la stimulation haptique exercée sur son pied. 5 Un des avantages réside, notamment, dans le coût d'un tel dispositif qui ne nécessite que des adaptations simples de dispositifs existants. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'avertissement, destiné à informer le conducteur d'un véhicule automobile de l'imminence d'un événement, comportant au 5 moins : un calculateur (41) pouvant générer un premier signal analogique à partir d'une information relative à l'événement ; des moyens propres (43, 44) à créer une vibration placée sur un volant (40) sous l'effet du signal provenant du calculateur ; 10 caractérisé en ce que l'événement est un changement de rapport de vitesse et l'information est une commande calculée en anticipation dudit changement de rapport. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens 15 propres à créer une vibration placés sur le volant comprennent au moins un actuateur piézo-électrique. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens propres à créer une vibration placés sur le volant comprennent : 20 • Un premier actuateur piézo-électrique (43) situé sur la partie gauche du volant et ; • un second actuateur piézo-électrique (44) situé sur la partie droite du volant. 25 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les actuateurs vibrent dans une bande de fréquence proche de 250Hz. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'amplitude des oscillations sont comprises entre 0,5 et 1 m/s2. 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier actuateur est dédié à une commande de changement de rapport correspondant à un rapport descendant, et le second est dédié à un rapport montant. 30 2910105 9 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en que les actuateurs prévenant d'un changement de rapport vibrent pendant un court instant, correspondant à un laps de temps transitoire avant de revenir à un état nominal.