Brevet FR2926500A1 — publié le 20090724

PROCEDE ET SYSTEME D'INDICATION D'UNE VITESSE LIMITE D'UN VEHICULE La présente invention concerne un procédé et un système permettant d'indiquer à un conducteur qu'il a atteint ou franchi une vitesse limite prédéfinie. Les moyens mis en oeuvre par les pouvoirs publics pour faire respecter le code de la route et en particulier les limitations de vitesse rendent l'utilisation de dispositifs d'aide à la maîtrise de la vitesse de plus en plus utile. En effet, les véhicules actuels offrent généralement des capacités dynamiques (accélération, vitesse maximale...) permettant d'aller bien au-delà des limites autorisées. Le typage adopté (c'est-à-dire la relation calibrée entre l'enfoncement de la pédale d'accélérateur et la réponse du moteur) tend également à favoriser ce dynamisme en privilégiant une réponse franche à une action sur la pédale d'accélérateur à une réponse plus modérée permettant de doser précisément la puissance. La conjonction de cette puissance disponible et de la difficulté à la doser très finement rend délicat le contrôle de la vitesse, surtout à basse vitesse (en ville tout particulièrement). Il existe aujourd'hui quatre types d'aide à la conduite permettant de concilier dynamisme à la pédale et maîtrise de la vitesse, il s'agit : De l'alerte de survitesse, qui envoie un message sonore lorsque la vitesse dépasse une valeur programmée Des dispositifs de régulation de vitesse véhicule (� RVV �) qui permettent de rouler à une vitesse constante programmée par le conducteur. Dans ce mode de fonctionnement, le conducteur n'a plus le pied sur la pédale d'accélérateur. Des dispositifs de limitation de la vitesse du véhicule (� LVV �) qui brident la réponse du moteur lorsque la vitesse dépasse un seuil programmé par le conducteur. Lorsque ce seuil est atteint, tout enfoncement supplémentaire de la pédale d'accélérateur ne provoque plus d'accroissement de la puissance du moteur : le système fonctionne comme une bride électronique. Le conducteur garde la maîtrise de sa vitesse en dessous du seuil choisi via sa pédale d'accélérateur. Des dispositifs de régulation adaptatifs de la vitesse (� ACC � : adaptative cruise control) qui fonctionnent comme un régulateur de vitesse RVV en ayant en plus un radar qui permet de réduire la vitesse du véhicule pour s'adapter automatiquement au trafic, par exemple en maintenant une distance minimale avec le véhicule précédent. Parmi ces quatre types d'aide à la conduite, seule l'alerte de survitesse agit de manière indicative et laisse au conducteur le soin de s'adapter ou non à la limite qu'il s'est fixé. Cependant, ce type d'alerte est peu commode en utilisation urbaine, l'alerte sonore étant trop facilement déclenchée par manque de dosabilité de la puissance, et ce type d'information devenant vite agaçant. Pour remédier aux inconvénients exposés ci-dessus, il est intéressant de fournir un moyen permettant au conducteur de maintenir une vitesse qu'il a lui-même déterminée, qui soit uniquement indicatif et passif (dans le sens où il laisse au conducteur le choix de l'action à mener) et qui ne dissipe pas son attention. Dans ce but, il est connu des dispositifs permettant de générer un � point dur � dans la course de la pédale d'accélérateur, ce point dur étant modifiable de manière à intervenir à l'enfoncement de la pédale correspondant à la vitesse limite choisie par le conducteur. Ainsi, en fonction de la vitesse limite choisie, un calculateur détermine l'enfoncement correspondant de la pédale d'accélérateur. Lorsqu'en situation de conduite cet enfoncement est atteint par le conducteur, un point dur est simulé de manière qu'il puisse être ressenti par le conducteur. Dans les systèmes connus, le point dur peut toutefois être dépassé si le conducteur souhaite dépasser la vitesse limite et ainsi désactiver le système. De tels systèmes utilisant une voie haptique, ou tactile, pour informer le conducteur, la gestion du retour de forces dans la pédale d'accélérateur est donc essentielle pour assurer un ressenti convenable pour le conducteur. Ainsi, il est primordial de définir au mieux la loi de variation de l'effort nécessaire à l'enfoncement de la pédale en fonction du degré d'enfoncement de celle-ci, pour que le point dur et l'ensemble de la course de la pédale, avant ou après le point dur, soient correctement ressentis par le conducteur. Certains systèmes connus ne proposent cependant aucune gestion de la résistance de la pédale une fois le point dur dépassé : après le point dur, la pédale n'offre aucune résistance particulière à l'enfoncement. Cette absence de résistance peut s'avérer dangereuse car le conducteur doit fournir un effort relativement important pour franchir le point dur, et une fois celui-ci franchi, la pédale n'offre plus aucune résistance. Le risque est donc important que le pied soit � aspiré � jusqu'à l'enfoncement maximal, entraînant ainsi une grande difficulté à doser la puissance, avec les problèmes de sécurité que cela génère. A l'opposé, d'autres systèmes existants mettent en oeuvre une loi de variation effort/enfoncement qui est, de manière classique, linéaire avant l'apparition du point dur, puis sensiblement verticale pour simuler le point dur, et enfin, de nouveau linéaire après franchissement du point dur, cette dernière portion démarrant donc à la valeur de seuil d'effort nécessaire au franchissement du point dur. Les valeurs d'effort dans la portion suivant le franchissement du point dur deviennent donc très importantes et ne sont pas adaptées à un usage normal de la pédale, ayant pour but d'inciter le conducteur à revenir à une vitesse inférieure, notamment en deçà du point dur. Une telle gestion n'est pas non plus satisfaisante car elle force les décisions du conducteur et est trop intrusive. L'invention a pour objet de remédier aux inconvénients cités ci-dessus en proposant un procédé et un système d'indication d'une vitesse limite à même d'informer le conducteur sans brider la réponse du véhicule, n'intervienne pas dans la conduite du véhicule, et qui n'influe pas sur les décisions prises par le conducteur. Ainsi l'invention concerne, un procédé d'indication d'une vitesse limite prédéfinie d'un véhicule automobile, comprenant les étapes suivantes : - calcul d'un enfoncement limite de la pédale d'accélérateur, celui-ci correspondant à l'enfoncement pour lequel la vitesse limite est atteinte ; - calcul d'un effort additionnel fonction de l'enfoncement de la pédale, cet effort additionnel étant ensuite appliqué à la pédale pour s'ajouter à l'effort habituel d'enfoncement, ou effort nominal, de la pédale, le procédé étant tel que l'effort additionnel atteint un maximum lorsque l'enfoncement de la pédale est égal à l'enfoncement limite calculé, puis prend une valeur d'effort résiduel, non nulle et inférieure à ce maximum lorsque l'enfoncement de la pédale est supérieur à l'enfoncement limite. Dans une réalisation, l'effort additionnel est nul sur la plage allant du début de la course de la pédale jusqu'à proximité de l'enfoncement limite, et augmente ensuite jusqu'à l'enfoncement limite. Dans une réalisation, le maximum de l'effort additionnel est égal à l'effort nominal pondéré par un coefficient de valeur comprise entre 0,75 et 2. Dans une réalisation, l'effort résiduel est égal à l'effort nominal à l'effort nominal pondéré par un coefficient de valeur comprise entre 0,75 et 1. Dans une réalisation, le maximum de l'effort additionnel est égal à l'effort nominal pondéré par un coefficient de valeur comprise entre 2 et 3. Dans une réalisation, l'effort résiduel est égal à l'effort nominal à l'effort nominal pondéré par un coefficient de valeur comprise entre 1 et 1.5. Dans une réalisation, l'effort résiduel est égal à l'effort maximal pondéré par un coefficient compris entre 0.3 et 0.5. Dans une réalisation, la vitesse limite prédéfinie est programmée par le conducteur. Dans une réalisation, l'enfoncement limite est calculé en fonction de la vitesse mesurée du véhicule et de la cartographie du moteur. Dans une réalisation, le calcul de l'enfoncement limite fait également intervenir un ou plusieurs paramètre(s) supplémentaire(s) choisi(s) dans le groupe suivant : - le régime moteur, - le rapport engagé, - la position de l'embrayage, - l'activation des freins, Dans une réalisation, le procédé est activé et désactivé par l'utilisateur. Enfin, l'invention concerne également un système d'indication d'une vitesse limite prédéfinie d'un véhicule automobile mettant en oeuvre le procédé défini ci-dessus. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit ci-après, de manière non limitative, en relation avec les figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 montre les trois composants principaux d'un système mettant en oeuvre le procédé selon l'invention; -la figure 2 montre un exemple de variation de l'effort additionnel appliqué à la pédale d'accélérateur selon le procédé de l'invention; - la figure 3 montre les principales étapes mises en oeuvre dans le procédé selon l'invention. La figure 3 montre le synoptique de fonctionnement du procédé selon l'invention. Une étape 40 de programmation de la vitesse limite est réalisée par le conducteur. Une étape de calcul 42 permet de déterminer l'enfoncement limite correspondant à la vitesse limite choisie. A partir de cet enfoncement limite et de l'enfoncement réel de la pédale, une étape 44 permet de déterminer l'effort de pédale de consigne, c'est-à-dire l'effort additionnel qui doit être appliqué à la pédale. La figure 1 décrit les principaux composants d'un système mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. La mise en oeuvre de l'invention nécessite un dispositif de retour d'effort 30 ajouté à la pédale d'accélérateur 32. Un tel dispositif est par exemple proposé dans le document FR 0753477 divulguant une pédale active à fonction repose-pied. Ce dispositif haptique (i.e. tactile), quelle que soit sa réalisation mécanique, doit permettre d'ajouter un effort choisi à un instant choisi de manière contrôlée à l'effort habituel qu'offre la pédale d'accélérateur en opposition à son enfoncement. Le fonctionnement du système est alors le suivant : un dispositif externe permet au conducteur d'activer la fonction et de programmer une vitesse limite (l'interface par boutons � + � et � - � des régulateurs et/ou limiteurs de vitesse pourra par exemple être exploitée). Une fonction logicielle 20 exploitant une mesure de la vitesse du véhicule et la cartographie du moteur calcule à chaque instant l'enfoncement de la pédale d'accélérateur à ne pas dépasser pour rester sous la vitesse limite choisie par le conducteur. Si le conducteur s'approche de cet enfoncement limite, le dispositif ajoute un effort croissant à la pédale, cet effort étant maximal pour l'enfoncement à ne pas dépasser comme précisé précédemment. Cet effort doit être choisi de manière à être perçu nettement par le conducteur sans empêcher d'enfoncer davantage la pédale. Si le conducteur souhaite néanmoins dépasser la vitesse limite (par exemple parce que la limitation a changé et qu'il n'a pas mis à jour la vitesse programmée), il peut franchir ce point dur puisque le système ne bloque pas la pédale, conservant ainsi le contrôle de son véhicule sans bridage. On pourra alors ramener l'effort supplémentaire à une valeur proche de zéro, ou d'une valeur non nulle afin d'indiquer au conducteur qu'il a dépassé le seuil tout en lui offrant une raideur compatible avec un contrôle aisé de l'enfoncement. Le procédé selon l'invention présente les avantages suivants : ù II exploite une voie d'information haptique (i.e. tactile) agissant au niveau de la pédale d'accélérateur. ù II ne perturbe pas l'attention du conducteur, notamment sa vision ou son ouïe puisqu'il n'exploite pas de moyen visuel ou sonore. ù Son action permet, selon le réglage adopté d'avoir une action qui va d'une action purement indicative n'entravant pas l'action du conducteur sur son véhicule à un réglage plus marqué aidant le conducteur à respecter la limitation choisie, sans pour autant brider la réponse du moteur. Le système se compose donc de 3 blocs principaux : ù La gestion de l'interface 10 permettant au conducteur d'activer ou de désactiver la fonction et de programmer sa vitesse limite à parti de laquelle le système l'informera. Cette gestion peut être partagée avec d'autres systèmes de contrôle de la vitesse, comme le régulateur ou le limiteur par exemple. ù Le calcul 22 de l'enfoncement limite à ne pas dépasser pour rester sous la vitesse limite choisie. Ce bloc calcul à chaque instant l'enfoncement maximal à ne pas dépasser à partir de la vitesse du véhicule, et l'état du moteur (régime, température, cartographie, ...), de l'état de la boîte de vitesse (position de l'embrayage pour une boîte manuelle ou état du convertisseur pour une boîte automatique) et de l'état des freins (activés ou non). A partir de ces informations, ce bloc déduit la position limite, qui peut aller de 0% d'enfoncement si le conducteur a fortement dépassé cette vitesse à plus de 100% si sa vitesse est très inférieure à la limite. ù Un bloc (30) de génération de l'effort additionnel à appliquer. Ce bloc détermine l'effort à appliquer à chaque instant en comparant l'enfoncement réel appliqué par le conducteur à l'enfoncement limite calculé précédemment. II applique ensuite un gabarit d'effort additionnel calibrable. La figure 2 montre un exemple de la loi de variation de l'effort additionnel en fonction de l'enfoncement de la pédale. Comme expliqué ci- dessous, l'effort additionnel vient s'ajouter à l'effort nominal, c'est-à-dire l'effort moyen ressenti par le conducteur à la pédale sans effort additionnel. On voit donc que : û L'effort additionnel est nul pour la plage allant du pied levé jusqu'à proximité immédiate de l'enfoncement limite. û On ajoute un pic d'effort centré sur la position limite. Ce pic de valeur Fmax correspond à l'effort maximal permettant d'engendrer pour le conducteur une sensation de point dur. û Si le conducteur dépasse cet enfoncement limite, on ramène l'effort additionnel à une valeur modérée non nulle (correspondant à l'effort résiduel) afin de rendre toute variation d'enfoncement dans cette zone aisée et la différenciant cependant de la zone située sous l'enfoncement limite grâce à l'effort résiduel Le choix de la valeur maximale du pic d'effort additionnel permettra d'influencer le type d'action souhaité : un effort faible donnera une fonction informative (pas d'entrave au mouvement du pied, seul le pic est ponctuellement ressenti). S'il l'effort est volontairement plus important, le mouvement du pied peut être rendu plus difficile (mais toujours possible), ce qui a pour effet de caler le pied et donc d'aider le conducteur à ne pas dépasser cette position. Le système a alors un effet d'assistance Dans une réalisation, le système présente deux niveaux d'utilisation de la fonction, sélectionnables par une interface (bouton, menu, etc.) dédiée : 1 er mode : � mode informatif �. L'effort maximal Fmax tel qu'indiqué dans le graphe précédent prend des valeurs modérées (0,75 à 2 fois l'effort nominal) et le niveau d'effort additionnel situé au-delà du point dur est également modéré tout en restant suffisant pour être perçu (soit environ 0,75 à 1 fois l'effort nominal, cet effet résiduel étant inférieur ou égal à l'effort maximal). Ces valeurs faibles permettent d'indiquer la situation au conducteur sans le gêner s'il doit décider de ne pas les prendre en compte en dépassant la vitesse programmée (par exemple si la limitation de vitesse change alors que la vitesse programmée n'a pas été mise à jour). 2nd mode : � mode assistance �. L'effort maximal et l'effort résiduel sont plus marqués afin d'inciter fortement le conducteur à respecter la limitation. On prendra alors Fmax de 2 à 3 fois l'effort nominal et l'effort résiduel de 1 à 1,5 fois l'effort nominal. Dans toutes les configurations, il est primordial que l'effort résiduel soit cohérent avec l'amplitude du pic (un pic important suivi d'un effort résiduel trop faible aurait tendance à � aspirer � le pied jusqu'à l'enfoncement maximal). Un effort résiduel représentant un tiers à la moitié de l'effort du pic semble fournir les meilleurs résultats. Enfin, il faut prévoir le cas dans lequel, à une vitesse donnée, l'enfoncement maximum n'entraîne pas un dépassement de la vitesse limite. L'enfoncement limite peut être dans ce cas considéré comme indéterminé. Cependant, on pourra également lui assigner une valeur supérieure à 100% (110% par exemple) de manière à conserver la stratégie de gestion de l'effort, et en particulier les gabarits comme indiqué dans l'exemple précédent (le pic d'effort se trouve alors en dehors de la zone d'utilisation de la pédale). REVENDICATIONS 1. Procédé d'indication d'une vitesse limite prédéfinie d'un véhicule automobile, comprenant les étapes suivantes : - calcul d'un enfoncement limite de la pédale d'accélérateur, celui-ci correspondant à l'enfoncement pour lequel la vitesse limite est atteinte ; - calcul d'un effort additionnel fonction de l'enfoncement de la pédale, cet effort additionnel étant ensuite appliqué à la pédale pour s'ajouter à l'effort habituel d'enfoncement, ou effort nominal, de la pédale, le procédé étant tel que l'effort additionnel atteint un maximum lorsque l'enfoncement de la pédale est égal à l'enfoncement limite calculé, puis prend une valeur d'effort résiduel, non nulle et inférieure à ce maximum lorsque l'enfoncement de la pédale est supérieur à l'enfoncement limite. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'effort additionnel est nul sur la plage allant du début de la course de la pédale jusqu'à proximité de l'enfoncement limite, et augmente ensuite jusqu'à l'enfoncement limite. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le maximum de l'effort additionnel est égal à l'effort nominal pondéré par un coefficient de valeur comprise entre 0,75 et 2. 4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'effort résiduel est égal à l'effort nominal à l'effort nominal pondéré par un coefficient de valeur comprise entre 0,75 et 1. 5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le maximum de l'effort additionnel est égal à l'effort nominal pondéré par un coefficient de valeur comprise entre 2 et 3. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'effort résiduel est égal à l'effort nominal à l'effort nominal pondéré par un coefficient de valeur comprise entre 1 et 1.5. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'effort résiduel est égal à l'effort maximal pondéré par un coefficient compris entre 0.3 et 0.5. 8. Procédé selon l'un des revendications précédentes, dans lequel la vitesse limite prédéfinie est programmée par le conducteur. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'enfoncement limite est calculé en fonction de la vitesse mesurée du véhicule et de la cartographie du moteur. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel le calcul de l'enfoncement limite fait également intervenir un ou plusieurs paramètre(s) supplémentaire(s) choisi(s) dans le groupe suivant : - le régime moteur, - le rapport engagé, - la position de l'embrayage, -l'activation des freins, 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, le procédé étant activable et désactivable par l'utilisateur. 12. Système d'indication d'une vitesse limite prédéfinie d'un véhicule automobile mettant en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 11.