Brevet FR2915160A1 — publié le 20081024

-1- DISPOSITIF D'AIDE À LA CONDUITE D'UN VÉHICULE MOTORISÉ. Domaine Technique L'invention se rapporte au domaine des organes de sécurité équipant des véhicules motorisés permettant d'éviter un accident, ou du moins d'en limiter ses effets sur les occupants du véhicule. L'invention vise plus particulièrement un dispositif d'aide à la conduite de véhicule motorisé pouvant notamment comprendre un système d'aide au freinage de manière à effectuer un freinage très court en cas d'urgence. De tels dispositifs sont généralement désignés sous le sigle AFU pour Aide au Freinage d'Urgence ou BAS pour Braking Assistance System . Ces systèmes électroniques d'assistance permettent d'amplifier la force de freinage appliquée aux roues de manière à atteindre quasi-instantanément la pression de freinage maximale. Par ailleurs, il est proposé dans le document US-6 498 972 un système permettant 20 de détecter un obstacle précédent le véhicule, et par conséquent de déclencher un freinage d'urgence encore plus tôt et de manière plus efficace. Cependant, un problème intervient quand une voiture équipée de l'un de ses systèmes de freinage est suivie d'un véhicule qui en est dépourvu. En cas d'urgence, la 25 voiture équipée va effectuer un freinage très court, voire même trop court, dans le sens où elle va s'arrêter à plusieurs mètres de l'obstacle. Ainsi, la collision avant sera largement évitée, mais la collision arrière avec la voiture dépourvue d'aide au freinage va voir sa probabilité augmenter significativement, même si celle-ci respectait les distances de sécurité. 30 De même, le problème se pose lors d'un freinage d'urgence et que la voiture de derrière ne respecte pas les distances de sécurité. Ainsi, la voiture qui freine va donc -2- s'arrêter loin de l'obstacle et la collision arrière interviendra d'autant plus violemment que le freinage aura été efficace. Un objectif de l'invention est de permettre, lors d'un freinage d'urgence, d'adapter la consigne de freinage en fonction du véhicule qui le suit en plus de l'adapter au véhicule qui le précède. L'invention concerne également un procédé de freinage d'urgence d'un véhicule motorisé. Un tel procédé permet d'éviter les problèmes précédemment cités en adaptant 10 la consigne de freinage en fonction du véhicule qui suit. Exposé de l'invention L'invention concerne donc un dispositif d'aide à la conduite de véhicule motorisé comprenant au moins un capteur avant apte à effectuer une mesure de la distance 15 séparant le véhicule d'un obstacle le précédent et un calculateur recevant un premier signal généré par le capteur avant et apte à générer un signal de commande pour piloter un actionneur. Un tel actionneur permet de freiner le véhicule lorsqu'un risque de collision entre ce véhicule et l'obstacle le précédent est détecté par le calculateur. 20 Ce dispositif se caractérise en ce qu'il comporte au moins un capteur arrière apte à effectuer une mesure de la distance séparant le véhicule d'un second véhicule le suivant, et en ce que le calculateur reçoit un second signal généré par le capteur arrière et pilote l'actionneur avec une consigne fonction des premier et second signaux délivrés par les capteurs avant et arrière. 25 Autrement dit, le capteur arrière est solidarisé à un véhicule et permet d'effectuer en temps réel une mesure de la distance le séparant du véhicule suivant. De cette manière, si le véhicule est équipé d'un dispositif d'aide au freinage de type AFU de manière à éviter un choc avant avec un véhicule le précédent, il est possible de modifier 30 la consigne de freinage en envoyant au calculateur un second signal généré par le capteur arrière. -3 Ainsi, en cas de freinage d'urgence, on module la consigne de freinage appliquée par l'actionneur de manière à éviter un choc avant, mais également un choc arrière. Avantageusement, le dispositif peut comporter un premier moyen de détermination d'une classe de poids à laquelle appartient le second véhicule. En pratique, un tel moyen de détermination d'une classe de poids permet d'affecter au second véhicule une énergie cinétique, et par conséquent de positionner le véhicule à une distance du second véhicule qui est proportionnelle à la vitesse relative du second véhicule pondérée de la racine carrée de sa masse estimée. De même, le dispositif peut comporter un second moyen de détermination d'une classe de poids à laquelle appartient l'obstacle. Ainsi, ce dispositif permet de positionner le véhicule à une distance de l'obstacle, qui peut être un troisième véhicule en mouvement dans le même sens de circulation de véhicule, à une distance proportionnelle à la vitesse relative de cet obstacle, pondérée de la racine carrée de sa masse estimée. Il est ainsi possible de générer une stratégie de freinage par le calculateur qui soit fonction du type d'obstacle, de manière à limiter l'énergie cinétique du système formé par le véhicule, le second véhicule et l'obstacle lorsque le choc est inévitable. En outre, du point de vue de la responsabilité du conducteur, une stratégie de freinage entraînant, dans le cas d'un accident inévitable, un choc arrière précédent le choc avant, peut être avantageuse. Le choix de la stratégie de freinage peut également être effectué en fonction des propriétés du véhicule et de son équipement permettant d'amortir le choc, tels que des coussins gonflables ou des systèmes anti-coup du lapin. Selon un mode de réalisation particulier, les premier et second moyens de détermination d'une classe de poids comportent chacun une caméra apte à générer respectivement une image du second véhicule et de l'obstacle, une analyse des images permettant d'affecter une classe de poids au second véhicule et à l'obstacle. -4- En d'autres termes, l'estimation de la masse du second véhicule ou de l'obstacle est effectuée au moyen d'une caméra permettant de générer une image. Cette image est transmise au calculateur qui analyse chaque image et affecte une classe de poids en fonction de divers paramètres de l'image. Les paramètres utilisés peuvent par exemple être la hauteur, la largeur et la longueur de l'objet à une distance prédéterminée. De tels moyens de détermination d'une classe de poids sont donc embarqués sur le véhicule équipé du dispositif d'aide à la conduite, ce qui permet d'éviter toute communication entre les véhicules, et rend autonome le dispositif d'aide à la conduite. En pratique, l'analyse peut comporter une étape de mesure en trois dimensions d'une pluralité d'éléments structurels du second véhicule et/ou de l'obstacle. A titre d'exemple, une méthode de détermination d'une classe de poids a notamment été décrite dans la publication Détection et suivi de véhicule par vision [X. Clady, F. Collange, Frederic Jurie, B.Thuillot, P. Martinet ù Journées du signal et des images (GRETSI) ù September 2001]. Ainsi, sur chaque véhicule 29 éléments structurels 3D peuvent être identifiés et mesurés sur l'image de manière à identifier la classe de poids de l'image du véhicule analysée. L'invention concerne également un procédé de freinage d'urgence de véhicules motorisés comprenant au moins un capteur avant apte à effectuer une mesure de la distance séparant un premier véhicule d'un obstacle le précédent. Selon l'invention, ce procédé se caractérise en ce qu'il comporte une étape consistant à effectuer une mesure de la distance séparant le véhicule d'un second véhicule le suivant au moyen d'un capteur arrière de façon à adapter la consigne de freinage du véhicule. De cette manière, ce procédé permet d'éviter la collision arrière entre un véhicule équipé d'un système d'assistance au freinage (AFU) et un véhicule le suivant dépourvu d'un tel dispositif. Ce procédé peut donc permettre de modifier la consigne de freinage en fonction de la distance séparant le véhicule du véhicule le suivant. Avantageusement, le procédé peut comporter une étape consistant à affecter au second véhicule une classe de poids. Autrement dit, ce procédé permet d'estimer30 -5 l'énergie cinétique du second véhicule de manière à adapter la distance le séparant du véhicule dans lequel le procédé est mis en oeuvre. De même, le procédé peut comporter une étape consistant à affecter à l'obstacle une classe de poids. Ainsi, le procédé permet de conférer à l'obstacle une énergie cinétique lorsque celui-ci est en mouvement. Cela peut notamment être le cas lorsque l'obstacle est un véhicule circulant dans le même sens de circulation que le véhicule dans lequel le procédé est mis en oeuvre. C'est aussi le cas pour un véhicule circulant dans le sens opposé. En pratique, le procédé de freinage d'urgence peut comporter une étape dans laquelle on réalise une image du second véhicule et de l'obstacle, puis on analyse les images pour affecter une classe de poids au second véhicule et à l'obstacle. Ainsi, une analyse des images fixes ou mobiles du second véhicule et de l'obstacle peut être réalisée de manière à estimer le poids respectif du second véhicule et de l'obstacle. Ce mode de réalisation permet d'embarquer à bord du véhicule dans lequel le procédé de freinage d'urgence est mis en oeuvre, tous les moyens de détermination de la classe de poids prédéterminée affectée à un second véhicule ou à un obstacle. Un tel véhicule est par conséquent en mesure de mettre en oeuvre le procédé de façon totalement autonome. Selon un mode de réalisation particulier, le procédé peut comporter une étape consistant à calculer les instants éventuels d'impacts du véhicule avec le second véhicule et l'obstacle. En effet, en prenant pour hypothèse que les accélérations relatives des véhicules restent constantes à partir d'instants de mesure initiale, on peut prévoir la distance séparant le véhicule du second véhicule et de l'obstacle, et ce à chaque instant. On peut ainsi déterminer si des chocs avant et arrière sont évitables ou non. Lorsqu'ils sont inévitables, on peut alors calculer les instants respectifs auxquels on a une distance nulle avec d'une part, le second véhicule, et d'autre part, l'obstacle.30 -6 Avantageusement, le procédé peut comporter une étape consistant à déterminer l'instant auquel l'énergie cinétique globale du système formé par le véhicule, le second véhicule et l'obstacle est minimale. Ainsi, il est possible de gérer au mieux les instants de choc pour minimiser les lésions impliquées au conducteur ou aux passagers du véhicule. Description sommaire des figures La manière de réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront mieux du mode de réalisation qui suit, donné à titre indicatif mais non limitatif, à l'appui des figures annexées dans lesquelles : la figure 1 est une vue de côté d'un véhicule équipé d'un dispositif conforme à l'invention ; la figure 2 est un schéma de principe décrivant le fonctionnement du dispositif et de son procédé de mise en oeuvre ; les figures 3 et 4 sont des vues de dessus d'un véhicule équipé d'un tel dispositif. Manière de réaliser l'invention Comme déjà évoqué, l'invention concerne un dispositif d'aide à la conduite de véhicules motorisés et le procédé mis en oeuvre dans un tel véhicule. Tel que représenté à la figure 1, le véhicule (1) peut, de façon connue, être équipé d'un dispositif d'assistance au freinage d'urgence, et comprend un capteur avant (2) permettant de mesurer la distance le séparant d'un obstacle (12). L'information issue de ce capteur avant (2) est alors transmise à un calculateur (3). Par ailleurs, le véhicule (1) comporte également un capteur arrière (5) permettant de déterminer la distance séparant ce véhicule (1) d'un second véhicule (15) le suivant. L'information issue de ce capteur arrière (5) est ensuite transmise au calculateur (3) qui génère une consigne de freinage et la transmet à un actionneur (4). -7- Tel que représenté, le véhicule peut comporter de façon optionnelle des caméras avant et arrière (6,7) de manière à identifier la nature de l'obstacle (12) et du second véhicule (15) et donc d'estimer le poids de l'obstacle (12) ou du second véhicule (15). En affectant à chacune de ces images une classe de poids prédéterminée, il est possible d'estimer en temps réel la classe de poids à laquelle appartient le second véhicule (15) ou l'obstacle (12). Par ailleurs, et tel que représenté à la figure 2, l'emploi des caméras (6,7) permet alors d'estimer l'énergie cinétique (Ecf) de l'obstacle (12) et respectivement l'énergie cinétique (Ecr) du second véhicule (15). Ainsi, le calculateur (3) permet de déterminer une consigne C en fonction de la distance mesurée par les capteurs avant et arrière (2,5) et de l'énergie cinétique estimée (Ecf , Ecr) de l'obstacle (12) et du second véhicule (15). Cette consigne C est alors appliquée à l'actionneur (4) pour freiner le véhicule en évitant la collision, ou en minimisant l'impact de la collision lorsque celle-ci est inévitable. Tel que représenté à la figure 3, l'obstacle (12) peut être un troisième véhicule circulant dans le même sens que le véhicule (1) équipé du dispositif. Ainsi, en prenant pour hypothèse que les accélérations relatives des véhicules (1,12,15) restent constantes à partir de l'instant de mesure (to,), on peut prévoir à chaque instant la distance (dr) séparant le véhicule (15) et la distance (df) séparant le véhicule (1) du troisième véhicule (12) : d, (t) = 2aY /o(to)t2 +vY /o(to)t+d, /o(to) df(t)=-af/o(to)t2+vf/o(to)t+df/o(to) On peut ainsi déterminer si les chocs avant et arrière sont évitables ou non et calculer dans ce dernier cas les instants tif et tir auxquels on a dr(t,r) = 0 et/ou df(t,f) = O. Ces instants sont donnés par les formules suivantes :30 -8 ùVf/o(to)ù.\/V f/Q(to)2 -2a fl0(to)dflo(to) af /0(t0) ùvr /0(t0)û.VVVVr /o (t0 )2 -2arlo(t0)do/r(t0) ar l0 (t0) dans lesquelles : to représente l'instant présent, tif le temps avant impact à l'avant, tir le temps avant impact à l'arrière, vi/j la vitesse relative du véhicule i par rapport au véhicule j dr la distance séparant le véhicule sur lequel est embarqué le système de celui le suivant df la distance séparant le véhicule sur lequel est embarqué le système de celui le précédent mr la masse du véhicule suivant celui sur lequel est embarqué le système û si le système n'est pas doté des moyens d'estimation des masses, une masse standard est considérée mf la masse du véhicule précédent sur lequel est embarqué le système û si le système n'est pas doté des moyens d'estimation des masses, une masse standard est considérée. 20 La consigne de freinage C est calculée en résolvant le système suivant : afo(t0)=af(to)ûCet aY10(to)=aY(t0)ûC dans lequel : 25 af/0 représente l'accélération relative du troisième véhicule (13) par rapport au véhicule (1) ario représente l'accélération relative du deuxième véhicule (15) par rapport au véhicule (1). tif tir = 15 -9 La consigne de freinage C permet alors de maîtriser l'accélération du véhicule (1) sur lequel est embarqué le dispositif d'aide à la conduite, et donc de faire varier les accélérations relatives auo et aor. La commande transmise aux freins tient compte de la relation entre la consigne de freinage C et la décélération effective pour le type de véhicule considéré. Ce système permet alors de mieux gérer les instants de choc pour minimiser les lésions infligées au conducteur ou aux passagers du véhicule (1). Par exemple, on peut choisir de minimiser l'énergie cinétique globale tout en gardant les énergies cinétiques avant et arrière égales. Le système à résoudre est alors : ds (ti ) = 0 10 dt sr (t) _ s f (t) L'énergie cinétique du système à chaque instant étant : ò(t) 2Lmf(al0(to)t+v f/o(to) )2 +mr(aolr(to)t+volr(to) )2 15 Tel que représenté à la figure 4, on peut alors maintenir les véhicules avant et arrière à une distance proportionnelle à leur vitesse relative pondérée de la racine carrée de leur masse respective. En effet, dans ce cas, le second véhicule (15) peut être un poids lourd et par 20 conséquent, sa distance de freinage bien supérieure à celle du véhicule (1) ou de l'obstacle (12) lorsque celui-ci est un troisième véhicule. Il ressort de ce qui précède qu'un dispositif d'aide à la conduite et le procédé mis en oeuvre par ce dispositif, comportent de multiples avantages, et notamment : 25 ^ ils permettent d'éviter une collision arrière avec un véhicule qui n'est pas équipé d'un dispositif d'assistance au freinage d'urgence ; ^ ils permettent d'éviter la collision avec un véhicule équipé d'un système d'assistance au freinage d'urgence, mais ne respectant pas une distance de sécurité minimale ; - 10 - ^ ils permettent de minimiser l'impact d'une collision lorsque celle-ci est inévitable en prenant en compte l'énergie cinétique des véhicules précédent et suivant le véhicule équipé du dispositif ; ^ ils peuvent permettre, en cas d'accident inévitable, de privilégier un choc 5 arrière précédent un choc avant. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'aide à la conduite de véhicule motorisé (1) comprenant au moins un capteur avant (2) apte à effectuer une mesure de la distance séparant ledit véhicule (1) d'un obstacle (12) le précédent et un calculateur (3) recevant un premier signal généré par ledit capteur avant (2) et apte à générer un signal de commande pour piloter un actionneur (4) apte à freiner ledit véhicule (1) lorsqu'un risque de collision entre ledit véhicule (1) et ledit obstacle (12) le précédent est détecté par ledit calculateur (3) caractérisé en ce qu'il comporte au moins un capteur arrière (5) apte à effectuer une mesure de la distance séparant ledit véhicule (1) d'un second véhicule (15) le suivant et en ce que ledit calculateur (3) reçoit un second signal généré par ledit capteur arrière (5) et pilote ledit actionneur (4) avec une consigne (C) fonction des premier et second signaux délivrés par les capteurs avant (2) et arrière (5). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un premier moyen de détermination d'une classe de poids à laquelle appartient le second véhicule (15) . 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un second moyen de détermination d'une classe de poids à laquelle appartient ledit obstacle (12). 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les premier et second moyens de détermination d'une classe de poids comportent chacun une caméra (6, 7) apte à générer respectivement une image du second véhicule (15) et de l'obstacle (12), une analyse des images permettant d'affecter une classe de poids au second véhicule et à l'obstacle. 5. Procédé de freinage d'urgence de véhicule motorisé (1) comprenant au moins un capteur avant (2) apte à effectuer une mesure de la distance séparant ledit véhicule (1) d'un obstacle (12) le précédent, caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant à effectuer une mesure de la distance séparant ledit véhicule (1) d'un second véhicule (15) le suivant au moyen d'un capteur arrière (5) de façon à adapter la consigne (C) de freinage du véhicule (1).- 12 - 6. Procédé de freinage d'urgence selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant à affecter au second véhicule (15) une classe de poids. 7. Procédé de freinage d'urgence selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant à affecter à l'obstacle (12) une classe de poids. 8. Procédé de freinage d'urgence selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'on réalise une image du second véhicule (15) et de l'obstacle (12), puis on analyse les images pour permettre d'affecter une classe de poids au second véhicule et à l'obstacle. 9. Procédé de freinage d'urgence selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'analyse comporte une étape de mesure en trois dimensions d'une pluralité d'éléments structurels du second véhicule (15) et/ou de l'obstacle (12). 10. Procédé de freinage d'urgence selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant à calculer les instants éventuels (tif, tir) d'impacts du véhicule (1) avec le second véhicule (15) et l'obstacle (12). 11. Procédé de freinage d'urgence selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant à déterminer l'instant (t;) auquel l'énergie cinétique (ce) globale du système formé par le véhicule (1), le second véhicule (15) et l'obstacle (12) est minimale. 25