Brevet FR2914605A3 — publié le 20081010

FR 2914605 A3 20081010 FR 0754339 A 20070405 -1- PROCÉDÉ DE SIGNALISATION DE LA LIMITE D'ADHÉRENCE D'UN VÉHICULE ET DISPOSITIF DE MISE EN îUVRE D'UN TEL PROCÉDÉ 5 La présente invention concerne un procédé de sécurité destiné à avertir un conducteur que son véhicule est en limite d'adhérence. L'invention est également relative à un dispositif permettant de mettre en oeuvre un tel procédé de sécurité. 10 L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exhaustive, dans le domaine automobile. La perception de l'adhérence est un exercice difficile pour un conducteur de véhicule automobile. En effet, s'il s'avère toujours possible de discerner visuellement les 15 principaux niveaux d'adhérence d'une chaussée, à savoir sec, mouillé et neige/glace, il en est tout autrement pour des niveaux d'adhérence intermédiaires. C'est plus particulièrement le cas dès lors que la conduite s'opère par ailleurs dans des conditions de roulage sollicitant faiblement le véhicule et l'attention du conducteur, comme par exemple sur des routes sensiblement rectilignes parcourues à vitesse 20 constante. Le conducteur n'a alors pas d'idée précise du niveau d'adhérence pneu/chaussée réellement utilisé par son véhicule. Le conducteur n'est donc jamais à l'abri d'une erreur d'interprétation de la situation, ce qui peut devenir problématique dès lors que la chaussée est faiblement adhérente. Il peut en effet se retrouver très rapidement en survitesse faute de ne pas avoir suffisamment 25 ralenti son véhicule par rapport aux conditions effectives d'adhérence, et ce malgré les avertissements de la signalisation externe rattachée à l'infrastructure. Le risque d'accident devient alors élevé. Bien entendu, des solutions ont été développées afin d'aider les conducteurs dans les situations d'urgence. C'est ainsi qu'aujourd'hui, de plus en plus de véhicules automobiles 30 sont équipés de systèmes de sécurité active comme par exemple des antiblocages de roues de type ABS, des anti-patinages de types ASR et des correcteurs de trajectoires de type ESP. Mais tous ces dispositifs présentent l'inconvénient de ne se déclencher qu'après que le dépassement de la limite d'adhérence du véhicule par rapport à la -2-chaussée, ce qui s'avère parfois beaucoup trop tardif pour que le conducteur ne se fasse pas piéger. Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention, est de proposer un procédé de sécurité permettant de signaler la limite d'adhérence d'un véhicule à son conducteur, procédé qui permettrait d'éviter les problèmes de l'état de la technique en offrant notamment un véritable caractère préventif. La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que le procédé de sécurité comporte les étapes consistant en permanence à: - déterminer l'adhérence mobilisée par le véhicule, -déterminer l'adhérence maximale lamai du véhicule, - calculer le rapport R entre l'adhérence mobilisée et l'adhérence maximale 1 mai, - comparer le rapport R à un seuil d'activation principal Sap, - signaler que le véhicule est en limite d'adhérence si le rapport R est supérieur au seuil d'activation principal Sap. Il est important de souligner que la notion de limite d'adhérence ne désigne pas un évènement purement ponctuel, mais un phénomène beaucoup plus durable allant d'un léger glissement jusqu'à la perte totale d'adhérence. Il faut également préciser que le rapport R est un pourcentage qui exprime en temps réel la proportion du potentiel d'adhérence du véhicule qui est mise en jeu de manière effective. Cela signifie que plus ce rapport grandit, plus la marge de sécurité active du véhicule diminue en terme d'adhérence. Quand le rapport R devient trop important et qu'il finit par atteindre une valeur seuil donnée, on considère alors que le véhicule est en limite d'adhérence. Il est par ailleurs à noter que la détermination de chaque type d'adhérence , l'adhérence maximale mai peut être réalisée par toute méthode connue de l'état de la technique, indépendamment du fait qu'elle consiste en une mesure et/ou un calcul et/ou une estimation. - 3 Enfin, il est entendu à ce stade de la description, que l'étape de signalisation peut en théorie être mise en oeuvre de manière absolument quelconque. Le signal peut ainsi être unique ou multiple, et de toute nature notamment visuel et/ou sonore et/ou haptique. L'invention telle qu'ainsi définie présente l'avantage de pouvoir détecter la limite d'adhérence d'un véhicule bien avant que ne survienne la mise en oeuvre des éventuels systèmes de sécurité active de ce dernier, ou à défaut la perte de contrôle dudit véhicule. Cela permet de disposer d'un peu de temps pour informer le conducteur qu'il conduit avec une très faible marge de sécurité en terme d'adhérence, et l'inciter ainsi à ralentir son véhicule. A cet égard, l'invention peut d'ailleurs être considérée comme un véritable système d'alerte à même de prévenir les accidents. De manière particulièrement avantageuse, le procédé de sécurité peut également comporter des étapes consistant en permanence à: - comparer le rapport R à au moins un seuil d'activation secondaire Sas correspondant à un niveau d'adhérence supérieur à celui associé au seuil d'activation principal Sap, - signaler que le véhicule approche de sa limite d'adhérence si le rapport R est supérieur à un seuil d'activation secondaire Sas, le dépassement de chaque seuil d'activation secondaire Sas étant signalé de manière spécifique. Cette caractéristique permet de disposer de différents niveaux d'alerte, avec une gradation possible dans la manière de signaler l'approche de la limite d'adhérence, et éventuellement d'interférer sur les systèmes de sécurité active et d'aides à la conduite du véhicule comme cela sera précisé plus loin. Il est ainsi possible de prévoir une signalisation de plus en plus démonstrative, avec par exemple dans un premier temps un changement de couleur de l'indicateur de vitesse du véhicule, puis dans un second temps l'ajout d'un effet de clignotement. Simultanément ou postérieurement, il est aussi envisageable d'intervenir progressivement sur le contrôle direct du véhicule, avec par exemple une interdiction d'accroître la vitesse puis des actions tendant à une réduction de cette dernière. Conformément à une autre spécificité particulièrement avantageuse de l'invention, le procédé de sécurité peut en outre comporter des étapes consistant à: -4- - comparer le rapport R à un seuil de désactivation Sd dès que le véhicule est signalé en limite d'adhérence, le seuil de désactivation Sd étant inférieur au seuil d'activation Sap, Sas ayant justifié la mise en oeuvre de l'étape de signalisation, - arrêter la signalisation de la limite d'adhérence si le rapport R est inférieur au seuil de désactivation Sd. Cette caractéristique permet de définir une plage d'hystérèse afin de valider la désactivation totale du système, en empêchant toute désactivation intempestive lorsque le rapport R fluctue de part et d'autre de chaque seuil d'activation Sap, Sas dans un laps de temps relativement court. Il est à noter à cet égard que tous les seuils d'activation Sap, Sas peuvent indifféremment être associés à un seuil de désactivation Sd commun, ou à plusieurs seuils de désactivation Sd respectivement spécifiques à chacun d'entre eux. On peut également préciser que les valeurs des différents seuils Sap, Sas, Sd peuvent être fixées arbitrairement. A titre d'exemple non limitatif, si les seuils sont fixés de manière arbitraire, il est possible de prendre Sap = 0.8* mai, Sas = 0.9* mai et Sd = 0.75* mai, avec mai défini comme l'adhérence maximale qui peut être fournie par un manufacturier de pneumatique. En effet, certains pneumatiques intègrent une puce du type RFID contenant des informations sur le pneumatique. Entre particulier, ces puces contiennent l'identité du pneumatique, son type (été, hiver...) et le taux de glissement optimal pour lequel correspond une adhérence maximale max. Les seuils Sap, Sas, Sd, peuvent également être calculés en temps réel en fonction des conditions d'utilisation du véhicule et notamment de l'état de la chaussée, de la météo, de la vitesse et de l'accélération du véhicule. Dans ce cas, on parlera de seuils Sap, Sas, Sd actifs. A titre d'exemple, il est possible de prendre Sap=0.8* fax, Sas = 0.9* mai et Sd = 0.75* älai, avec mai l'adhérence maximale qui est obtenue en temps réel par les méthodes actuellement connues par ailleurs en terme de mesure ou d'estimation. Dans ce cas de figure, la valeur mai étant elle même dynamique, les seuils le deviennent et sont ainsi particulièrement bien adaptés par rapport aux conditions réelles de roulage du véhicule. Cette meilleure adaptation des seuils aux conditions réelles de roulage évite ainsi les cas d'avertissement tardif ou de non avertissement. - 5 L'invention est par ailleurs relative à un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé de sécurité précédemment décrit. Ce dispositif est remarquable en ce qu'il comporte: - des premiers moyens d'acquisition aptes à déterminer l'adhérence mobilisée par le véhicule, - des seconds moyens d'acquisition aptes à déterminer l'adhérence maximale JLmax du véhicule, - des premiers moyens de traitement aptes à calculer le rapport R entre l'adhérence mobilisée et l'adhérence maximale JLmax, - des seconds moyens de traitement aptes à comparer le rapport R à au moins un seuil Sap, Sas, Sd, - des moyens d'affichage aptes à signaler la limite d'adhérence en cas de dépassement d'un seuil d'activation Sap, Sas. La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description, donnée à titre d'exemple non limitatif, est destinée à mieux faire comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Elle est par ailleurs donnée en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est un organigramme représentant les principales étapes d'un procédé de sécurité conforme à l'invention. La figure 2 illustre un bloc compteur de véhicule automobile, dans lequel est intégré un dispositif de sécurité conforme à l'invention. Pour des raisons de clarté, les mêmes éléments ont été désignés par des références identiques. De même, seuls les éléments essentiels pour la compréhension de l'invention ont été représentés, et ceci sans respect de l'échelle et de manière schématique. Pour pouvoir signaler qu'un véhicule est conduit au voisinage de sa limite d'adhérence, le procédé de sécurité objet de l'invention prévoit bien évidemment de détecter -6 préalablement le phénomène. Pour cela, deux types d'informations lui sont nécessaires, à savoir l'adhérence la mobilisée en temps réel par le véhicule, ainsi que l'adhérence maximale lama, disponible à chaque instant. Parmi les nombreuses méthodes connues permettant de déterminer l'adhérence mobilisée la, on peut citer notamment celle s'effectuant à partir de la mesure de la vitesse angulaire des roues, de la mesure du couple moteur transmis aux roues motrices, de la mesure et/ou l'estimation des efforts de contact pneumatique/chaussée, et de la mesure de l'angle du volant. En ce que concerne l'adhérence maximale JLma,, une solution parmi d'autres consiste à faire une détermination à partir de mesures vibratoires qui sont représentatives de l'état de la chaussée et de la rugosité du revêtement. Quoi qu'il en soit, ces différentes méthodes étant parfaitement connues de l'état de la technique, elles ne seront pas décrites davantage ici. La suite des principales étapes du procédé de sécurité se déroule conformément à l'organigramme de la figure 1, dans lequel l'abréviation ILA désigne un indicateur de limite d'adhérence, c'est-à-dire l'élément matériel chargé de signaler concrètement au conducteur que son véhicule est en limite d'adhérence. A ce stade, le véhicule en question est en marche et l'indicateur de limite d'adhérence inactif. Le système connaissant en temps réel les valeurs de l'adhérence mobilisée la et de l'adhérence maximale mai, le procédé prévoit donc de calculer en permanence le rapport R entre l'adhérence mobilisée la et l'adhérence maximale laina,. Deux cas de figures se présentent alors suivant que l'indicateur de limite d'adhérence est inactif ou actif. Dans la première hypothèse, l'étape suivante consiste à comparer le rapport R précédemment calculé à la valeur d'un seuil d'activation Sa. Si le rapport R est inférieur à ce seuil Sa, on estime que le véhicule n'est pas en limite d'adhérence et l'on reboucle alors au niveau de l'étape de calcul pour recommencer un cycle de détection. Si par contre le rapport R s'avère supérieur au seuil Sa, on considère que la limite d'adhérence est atteinte et l'on active alors l'indicateur de limite d'adhérence. -7- Dans la seconde hypothèse où l'indicateur de limite d'adhérence serait déjà actif après une nouvelle étape de calcul, le procédé prévoit de comparer le dernier rapport R calculé à la valeur d'un seuil de désactivation Sd. Si le rapport R est supérieur au seuil Sd, on considère que le véhicule est toujours en limite d'adhérence et l'on reboucle alors directement vers l'étape de calcul pour recommencer un cycle de détection. Si le rapport R est inférieur au seuil Sd, on estime que le véhicule n'est plus en limite d'adhérence et, fort logiquement, on désactive alors l'indicateur de limite d'adhérence. Selon une variante de réalisation de l'invention, le procédé de sécurité peut également comporter une étape consistant à interagir avec au moins un système de sécurité active 10 équipant le véhicule. De préférence, chaque système de sécurité active est choisi parmi un système de freinage d'urgence, un système d'antiblocage de roues, un système de correction de trajectoire, un système d'anti-patinage des roues motrices. 15 Ces caractéristiques confèrent un rôle véritablement actif au procédé de sécurité. L'information, selon laquelle le véhicule est en limite d'adhérence, n'est pas simplement signifiée au conducteur mais elle est communiquée aux différents systèmes de sécurité équipant le véhicule afin de pouvoir être prise en compte par ces derniers au cas où ils 20 seraient déclenchés. Concrètement, cela peut consister à mettre en pré-alerte ou en pré-déclenchement au moins un système de sécurité active. Il est cependant entendu, que cette étape d'interaction ne pourra être mise en oeuvre qu'en complément de l'étape de signalisation de la limite d'adhérence. 25 Conformément à une autre variante de l'invention, le procédé de sécurité peut également comporter une étape consistant à interagir avec au moins un système d'aide à la conduite équipant le véhicule. De préférence, chaque système d'aide à la conduite est choisi parmi dans la liste ci- 30 après, non exhaustive: un limiteur de vitesse, un régulateur de vitesse classique, un régulateur de vitesse adaptatif, un régulateur de distance, un régulateur de temps de suivi, ou bien encore une assistance à la décélération. -8 Ces caractéristiques confèrent quant à elles un rôle davantage préventif au procédé de sécurité, puisque l'information sur la limite d'adhérence est ici communiquée à des systèmes de confort du véhicule. Dans la pratique, cela peut consister à modifier le paramétrage d'au moins un système d'aide à la conduite, en renvoyant par exemple une borne supérieure de vitesse moins élevée que celle programmée par le conducteur, ou une distance ou une durée de suivi augmentée pour assurer la sécurité. Quoi qu'il en soit, et comme précédemment, une telle étape d'interaction ne sera de toute façon mise en oeuvre qu'en complément de l'étape fondamentale de signalisation. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, le procédé de sécurité peut également comporter une étape consistant à interagir avec au moins un système de sécurité dépendant de la chaussée au niveau de laquelle roule le véhicule. Cette caractéristique permet à un véhicule de référence de capter des informations concernant les conditions de roulage, en provenance des autres véhicules et/ou de l'infrastructure routière elle-même. A l'inverse, elle permet de communiquer aux autres usagers, l'état de la chaussée ainsi que la limite d'adhérence constatée par le véhicule de référence. De manière particulièrement avantageuse, l'étape de signalisation de la limite 20 d'adhérence consiste à émettre au moins un signal choisi parmi un signal visuel, un signal sonore, un signal haptique. Toute combinaison de signaux est bien entendu envisageable, même si l'on privilégiera au minimum l'émission d'un signal visuel en raison de son caractère informatif peu 25 agressif. A titre d'exemple, le signal visuel pourra être matérialisé par l'émission d'un signal lumineux et/ou un changement de couleur. De même, le signal haptique pourra quant à lui se traduire par une vibration dans le volant ou la pédale d'accélérateur. Conformément à un mode de réalisation actuellement préféré de l'invention, l'étape de signalisation de la limite d'adhérence consiste à modifier l'aspect d'un indicateur de 30 vitesse équipant le véhicule. Il existe bien entendu une multitude de solutions permettant d'obtenir un tel résultat. On peut par exemple intégrer simplement un témoin lumineux spécifique au niveau du -9 compteur. Toutefois, il apparaît beaucoup plus intéressant de donner à l'élément chargé de visualiser la vitesse, la capacité de changer de couleur et/ou d'émettre un signal lumineux. On pense notamment à une aiguille dans le cas d'un compteur analogique ou à un affichage digital dans le cas d'un compteur numérique ou d'un écran à cristaux liquides. Le choix de l'indicateur de vitesse, comme point d'émission d'un signal visuel, est avant tout dicté par le fait que le bloc compteur regroupe un maximum d'informations sur le fonctionnement du véhicule, et qu'à ce titre il est surveillé en permanence par le conducteur. Mais cette association permet également de mettre en évidence la relation entre la vitesse et l'adhérence du véhicule, et ainsi suggérer au conducteur de réduire ladite vitesse s'il veut augmenter sa marge de sécurité activé en termes d'adhérence. On a dit précédemment que la mise en oeuvre d'un tel procédé de sécurité peut se faire par l'intermédiaire d'un dispositif doté de premiers moyens d'acquisition à même de déterminer l'adhérence mobilisée par le véhicule, de seconds moyens d'acquisition capables de déterminer l'adhérence maximale JLmax du véhicule, de premiers moyens de traitement en mesure de calculer du rapport R entre l'adhérence mobilisée et l'adhérence maximale mai, de seconds moyens de traitement aptes à comparer le rapport R par rapport à au moins un seuil Sap, Sas, Sd, ainsi que de moyens d'affichage 10 permettant de signaler la limite d'adhérence en cas de dépassement d'un seuil d'activation. Selon une particularité de l'invention, le dispositif de sécurité peut être pourvu en outre de moyens d'interface à même de communiquer avec au moins un système choisi parmi les systèmes de sécurité active du véhicule, les systèmes d'aide à la conduite du véhicule, les systèmes de sécurité active de la chaussée. De manière particulièrement avantageuse, les moyens d'affichage 10 sont intégrés à l'indicateur de vitesse 2 du véhicule. C'est précisément le cas sur la figure 2 qui illustre un bloc compteur 1 de véhicule automobile, disposant classiquement d'un indicateur de vitesse 2 analogique, d'un compte-tours 3 analogique, un indicateur de niveau d'essence 4, d'un indicateur de - 10 - température 5, d'un écran multifonction 6 à cristaux liquides, et de voyants lumineux 7, 8. Conformément à un mode de réalisation actuellement préféré de l'invention, les moyens d'affichage 10 sont constitués par un afficheur de vitesse 11 qui est à même de changer d'aspect en cas de dépassement d'un seuil d'activation. Il est entendu ici que le terme afficheur désigne l'élément d'un indicateur de vitesse, qui est chargé concrètement de visualiser la vitesse. On pense par exemple à l'affichage digital d'un écran à cristaux liquide, ou comme dans le cas présent à l'aiguille d'un compteur analogique. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, l'ensemble est agencé de manière à ce qu'en cas de limite d'adhérence, l'aiguille 11 de l'indicateur de vitesse 2 change de couleur par activation d'un éclairage spécifique fonctionnant par intermittence. Bien entendu, l'invention concerne plus généralement tout véhicule automobile doté d'au moins un dispositif de sécurité tel que précédemment décrit. REVENDICATIONS 1. Procédé de sécurité permettant de signaler la limite d'adhérence d'un véhicule à son conducteur, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant en permanence à: - déterminer l'adhérence mobilisée par le véhicule, - déterminer l'adhérence maximale lamai du véhicule, - calculer le rapport R entre l'adhérence mobilisée et l'adhérence maximale 1 mai, - comparer le rapport R à un seuil d'activation principal Sap, - signaler que le véhicule est en limite d'adhérence si le rapport R est supérieur au seuil d'activation principal Sap. 2. Procédé de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes consistant en permanence à: - comparer le rapport R à au moins un seuil d'activation secondaire Sas correspondant à un niveau d'adhérence supérieur à celui associé au seuil d'activation principal Sap, - signaler que le véhicule approche de sa limite d'adhérence si le rapport R est supérieur à un seuil d'activation secondaire Sas, le dépassement de chaque seuil d'activation secondaire Sas étant signalé de manière spécifique. 3. Procédé de sécurité selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes consistant à: - comparer le rapport R à un seuil de désactivation Sd dès que le véhicule est signalé en limite d'adhérence, le seuil de désactivation Sd étant inférieur au seuil d'activation Sap, Sas ayant justifié la mise en oeuvre de l'étape de signalisation, - arrêter la signalisation de la limite d'adhérence si le rapport R est inférieur au seuil de désactivation Sd. 4. Procédé de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape consistant à interagir avec au moins un système de sécurité active équipant le véhicule. - 11 --12 - 5. Procédé de sécurité selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque système de sécurité active est choisi parmi un système de freinage d'urgence, un système d'antiblocage de roues, un système de correction de trajectoire, un système d'antipatinage des roues motrices. 6. Procédé de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape consistant à interagir avec au moins un système d'aide à la conduite équipant le véhicule. 10 7. Procédé de sécurité selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque système d'aide à la conduite est choisi parmi un limiteur de vitesse, un régulateur de vitesse classique, un régulateur de vitesse adaptatif, un régulateur de distance, un régulateur de temps de suivi, une assistance à la décélération. 15 8. Procédé de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape consistant à interagir avec au moins un système de sécurité active dépendant de la chaussée au niveau de laquelle roule le véhicule. 20 9. Procédé de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'étape de signalisation de la limite d'adhérence consiste à émettre au moins un signal choisi parmi un signal visuel, un signal sonore, un signal haptique. 10. Procédé de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en 25 ce que la signalisation de la limite d'adhérence consiste à modifier l'aspect d'un indicateur de vitesse équipant le véhicule. 11. Dispositif de mise en oeuvre du procédé de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte: 30 - des premiers moyens d'acquisition aptes à déterminer l'adhérence mobilisée par le véhicule, - des seconds moyens d'acquisition aptes à déterminer l'adhérence maximale JLmax du véhicule,5-13 - - des premiers moyens de traitement aptes à calculer le rapport R entre l'adhérence mobilisée et l'adhérence maximale JLmax, des seconds moyens de traitement aptes à comparer le rapport R à au moins un seuil Sap, Sas, Sd, - des moyens d'affichage (10) aptes à signaler la limite d'adhérence en cas de dépassement d'un seuil d'activation Sap, Sas. 12. Dispositif de sécurité selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'interface aptes à communiquer avec au moins un système choisi parmi les systèmes de sécurité active du véhicule, les systèmes d'aide à la conduite du véhicule, les systèmes de sécurité active de la chaussée. 13. Dispositif de sécurité selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que les moyens d'affichage (10) sont intégrés à l'indicateur de vitesse du véhicule. 14. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que les moyens d'affichage (10) sont constitués par un afficheur de vitesse qui est apte à changer d'aspect en cas de dépassement d'un seuil d'activation. 20 15. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications 11 à 14.15