Brevet FR3071439A1 — publié le 20190329

- 1 - SYSTEME D'ALERTE ET DE CONTROLE D'UNE PEDALE D'ACCELERATION DE VEHICULE ET VEHICULE UTILISANT CE SYSTEME L'invention a pour objet un dispositif et un système d'alerte et de contrôle d'une pédale d'accélération de véhicule. Plus particulièrement, mais non exclusivement, ce système consiste en une pédale haptique équipant un véhicule automobile pour alerter et/ou contrôler un certain nombre de situations du véhicule, notamment une proximité avec un autre véhicule, un dépassement de vitesse de seuil ou un régime moteur nécessitant un changement de rapport de vitesses. Différents systèmes d'assistance ou d'aide à la conduite sont connus qui permettent d'alerter le conducteur sur une situation ou un état du véhicule, telle que par exemple sa vitesse, son régime moteur, sa proximité avec un autre véhicule etc. Ces systèmes d'assistance ou d'aide à la conduite se présentent généralement sous la forme de signaux visuels et/ou sonores dans l'habitacle du véhicule, classiquement affichés au niveau du tableau de bord. Néanmoins, il existe également des systèmes d'alerte tactile du conducteur. Ainsi, on connaît le brevet FR 2938489 qui décrit un système de vibration transmise au levier de vitesses pour indiquer au conducteur la possibilité d'un changement de rapport de vitesses. On connait également des systèmes de contrôle de la volonté du conducteur, par exemple une interdiction d'accélération lorsqu'une vitesse limite a été dépassée. Classiquement, le système embarqué ou moyen de calcul et de commande du véhicule inhibe la pédale d'accélération de sorte qu'une pression exercée sur celle-ci n'engendre pas d'accélération du véhicule. On connaît aussi des systèmes utilisant une pédale haptique de véhicule aptes à alerter le conducteur ou modifier l'effort nécessaire à l'enfoncement de ladite pédale, voire la rendant inopérante. Ainsi, on connaît le brevet EP 1860011 qui décrit une pédale haptique permettant d'augmenter l'effort d'enfoncement de la pédale - 2 - d'accélération lorsqu'une certaine distance inter-véhicule est détectée et le brevet US 20110251771 décrivant un effort généré dans la pédale en cas de détection d'une distance de seuil inter-véhicule. On connaît aussi le brevet DE 102015226639 qui décrit la vibration 5 d'une pédale d'accélérateur en cas de dépassement d'une consigne de vitesse et le brevet EP 2902296 décrivant une vibration de la pédale qui est activée et contrôlée par un système de commande pour fournir une rétroaction de la position de changement de vitesse et/ou d'autres conditions. 10 Enfin, on connaît le brevet US 7696863 qui décrit une pédale haptique. Tous ces systèmes permettent de réaliser une unique fonction, à savoir soit une alerte du conducteur concernant une situation particulière du véhicule, généralement à l'aide de vibrations, soit une modification de 15 l'efficacité de la pédale d'accélération, mais il n'existe pas à l'heure actuelle sur le marché un système permettant de réaliser à la fois l'alerte du conducteur et la modification du fonctionnement de la pédale d'accélération. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients 20 précités de l'art antérieur en proposant un système simple et économique permettant l'alerte du conducteur, via des vibrations, comme la modification du fonctionnement de la pédale d'accélération. Dans ce but, la présente invention propose un dispositif d'alerte et de contrôle d'une pédale d'accélération de véhicule, le dispositif comprenant 25 un élément mobile, une tige, un aimant et un électroaimant, la tige étant en contact à son extrémité supérieure avec la pédale d'accélération et à son extrémité inférieure avec l'élément mobile, l'aimant et l'électroaimant interagissant pour déplacer l'élément mobile entre une position de repos et une position extrêmale dans laquelle la tige bloque la pédale 30 d'accélération. On entend par le terme « aimant » un aimant permanent, c'est-à-dire dont l'aimantation rémanente et le champ coercitif sont grands, autrement - 3 - dit aptes à exercer une force d'attraction sur tout matériau ferromagnétique. On entend par le terme « électroaimant » tout élément à aimantation contrôlée ou contrôlable grâce à un courant électrique. A titre d'exemple 5 non limitatif d'un tel électroaimant, on peut citer une bobine souple ou rigide (solénoïde), un électroaimant laminé, un électroaimant linéaire, rotatif ou encore tubulaire. Grâce au dispositif selon l'invention, l'interaction de l'aimant avec l'électroaimant permettent de déplacer l'élément mobile comme désiré et 10 ainsi d'appliquer à la pédale d'accélération, tantôt une vibration, une pression (résistance à son actionnement) plus ou moins forte ou encore un blocage temporaire. Le dispositif selon l'invention permet d'engendrer une résistance graduée à l'enfoncement de la pédale, en fonction de la situation. 15 Une pédale d'accélérateur classique, équipée ou non d'un capteur de position (signalant son degré d'enfoncement et commandant en conséquence une accélération plus ou moins importante), disposant à proximité d'un dispositif d'alerte et de contrôle selon l'invention, est alors susceptible de vibrer, d'opposer une résistance accrue à son 20 déplacement, de bloquer ou de limiter sa course. Ainsi, l'invention permet, avec un ensemble de pièces limités et simples, de produire sur la pédale d'accélération une alerte tactile (par vibration) et une modification graduée de son fonctionnement jusqu'à son blocage temporaire, si cela est souhaité et/ou nécessaire. 25 Selon une possibilité offerte par l'invention, le dispositif d'alerte et de contrôle d'une pédale d'accélération de véhicule comprend un moyen de rappel, tel qu'au moins un ressort, de l'élément mobile pour le ramener dans sa position repos. Outre le mouvement de la pédale qui entraîne, via la tige poussoir, 30 l'élément mobile, ce dernier peut être déplacé par la seule action ou interaction de l'aimant avec l'électroaimant, ces deux éléments pouvant s'attirer ou se repousser en changeant la polarité de l'électroaimant. Néanmoins, le dispositif selon l'invention comprend avantageusement un - 4 - moyen de rappel distinct dont la fonction dédiée est de ramener l'élément mobile vers ou dans sa position de repos. Ce moyen est de préférence un moyen mécanique tel qu'au moins un ressort agissant, lors du déplacement de l'élément mobile depuis sa position initiale de repos, pour 5 contraindre ce dernier à revenir dans cette position. Avantageusement, le dispositif d'alerte et de contrôle selon l'invention comprend un corps de forme cylindrique dans lequel sont logés l'élément mobile, l'aimant, l'électroaimant, le moyen de rappel et l'extrémité inférieure de la tige. Autrement dit, à l'exception d'une partie 10 (supérieure) de la tige, le corps cylindrique loge ou abrite tous les éléments composant le dispositif selon l'invention. De préférence, le dispositif d'alerte et de contrôle selon l'invention comprend au moins un capteur de position de l'élément mobile. Ainsi, la position de la pédale d'accélération est connue à chaque instant. 15 Selon un mode d'exécution préféré de l'invention, l'élément mobile, composé en une ou plusieurs parties, comporte l'aimant. Cette variante d'exécution sera décrite dans la suite sans qu'elle soit limitative. Ainsi, on peut également envisager que l'électroaimant soit monté sur l'élément mobile et que l'aimant soit fixe. 20 Dans le même but, la présente invention propose également un système d'alerte et de contrôle d'une pédale d'accélération de véhicule, comprenant au moins un moyen de calcul et de commande, ledit système comprenant un dispositif d'alerte et de contrôle d'une pédale d'accélération de véhicule tel que succinctement décrit ci-dessus et ledit 25 moyen de calcul et de commande contrôlant l'électroaimant (c'est-à-dire sa polarité ainsi que l'intensité de son champ électromagnétique). On entend par l'expression « moyen de calcul et de commande » tout système embarqué apte à recevoir des informations, notamment provenant de capteurs, à les traiter ou à les analyser et à envoyer des 30 commandes à des éléments ou pièces du véhicule qu'il contrôle par voie filaire ou autre(s). Un tel moyen de calcul et de commande, couramment désigné en tant qu'un système embarqué ou calculateur dédié, est bien connu de l'homme du métier. - 5 - Selon une possibilité offerte par l'invention, le système comporte au moins un capteur de proximité avec un autre véhicule et, lorsqu'un seuil de proximité avec cet autre véhicule est détecté, ledit système bloque la pédale d'accélération ou engendre une force de résistance s'opposant à 5 une volonté conducteur d'accélérer. Selon une autre possibilité offerte par l'invention, le système comporte au moins un capteur du régime moteur, et, lorsqu'un changement de rapport de vitesses possible est détecté par ledit capteur, ledit système fait vibrer la pédale d'accélération. 10 Selon une troisième possibilité offerte par l'invention, le système comporte au moins un capteur de vitesse du véhicule, et, lorsqu'une vitesse de seuil est détectée, ledit système bloque la pédale d'accélération ou engendre une force de résistance s'opposant à une volonté conducteur d'accélérer. 15 Toujours dans le même but, l'invention propose aussi un véhicule automobile comportant au moins un système d'alerte et de contrôle d'une pédale d'accélération tel que succinctement décrit précédemment. Les avantages du système et du véhicule conformes à l'invention étant similaires à ceux du dispositif d'alerte et de contrôle d'une pédale 20 d'accélération de véhicule énumérés plus haut, ils ne sont pas répétés ici. D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels : 25 - la figure 1 est une représentation schématique d'un élément à aimantation contrôlée ainsi que d'un élément à aimantation permanente ; - la figure 2 est une vue en coupe de l'élément à aimantation contrôlée ainsi que de l'élément à aimantation permanente 30 représentés sur la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe du dispositif d'alerte et de contrôle d'une pédale d'accélération selon l'invention lorsque le - 6 - déplacement de l'élément mobile est contraint, voire bloqué, par l'électroaimant ; - la figure 4 est une vue en coupe du dispositif d'alerte et de contrôle d'une pédale d'accélération selon l'invention lorsque 5 l'élément mobile se déplace, sous l'action du déplacement de la pédale d'accélération, sans contrainte exercée, via l'élément à aimantation permanente, par l'électroaimant ; - La figure 5 est une vue en coupe du dispositif d'alerte et de contrôle d'une pédale d'accélération selon l'invention ainsi que 10 d'une pédale d'accélération lorsque l'élément mobile est dans sa position initial de repos ; - La figure 6 illustre schématiquement le dispositif d'alerte et de contrôle d'une pédale d'accélération selon l'invention. Le dispositif de la présente invention s'applique à une pédale 15 d'accélération classique, c'est-à-dire qui permet d'accélérer au moyen d'une commande à câbles ou d'une commande électronique pilotée, grâce à un capteur de position agencé sur la pédale, par un système embarqué, ou moyen de calcul et de commande, du véhicule. Le dispositif d'alerte et de contrôle d'une pédale d'accélération 60 20 comprend, dans le mode d'exécution représenté sur les figures annexées, un électroaimant 1 ou un élément à aimantation contrôlée interagissant avec un aimant ou un élément à aimantation permanent 2. L'électroaimant 1 comporte une bobine enroulée 3 autour d'un ou plusieurs éléments ferromagnétiques 4, ces éléments 3, 4 étant agencés 25 fixes sur un support 5. Un connecteur électrique, non visible sur les figures annexées, permet de faire passer du courant dans la bobine 3. L'élément à aimantation permanent 2 se compose d'un aimant 6 sous forme d'une plaque circulaire percée en son milieu pour permettre le passage d'un élément de structure 7 de section en forme de croix sur 30 lequel est fixé, sur la face opposée à celle de l'aimant 6, une butée élastique 8. Cette butée 8 est réalisée en un matériau souple présentant des propriétés élastiques, tel qu'un plastique souple. Ce plastique peut consister en un thermoplastique ou en un thermodurcissable. Le 7 thermoplastique peut consister en une polyoléfine, par exemple un polyéthylène (basse ou haute densité) ou un PVC (PolyVinylChloride en anglais et poly(chlorure de vinyle) en français), en un polystyrénique, par exemple un polystyrène choc, en un acétate de cellulose, ou encore en un 5 polyimide. Le thermodurcissable peut être en particulier une silicone (de la famille des polyoranolsiloxanes). Les autres éléments du dispositif, à l'exception de l'aimant 6 ou de l'électroaimant 1, peuvent être en métal ou en plastique rigide. L'aimant 6, la butée élastique 8 et l'élément de structure 7 sont fixés 10 entre eux par tous moyens, tels que par exemple par collage ou par vissage. L'électroaimant 1 et l'élément à aimantation permanent 2, dans la suite parfois simplement désigné l'aimant 6, sont visibles l'un sur l'autre, ou l'un en contact avec l'autre, notamment sur les figures 1 et 2, c'est-à- 15 dire une face de l'aimant 6 reposant sur les éléments ferromagnétiques 4. Ces deux éléments 1 et 2 ne sont pas fixés entre eux de sorte que, lorsque l'électroaimant 1 présente une face adjacente de polarité identique à celle de l'aimant 2 ou 6, celui-ci, qui est monté mobile, subira une force tendant à le repousser loin de l'électroaimant 1, cette force étant 20 modulable en fonction de l'intensité passant dans la bobine 3 qui influe directement sur la force du champ électromagnétique créé par l'électroaimant 1. L'élément mobile comprend également un piston 10 dont une extrémité dispose d'un logement 11 pour recevoir l'extrémité inférieure 25 d'une tige 12, ce logement 11 se présentant avantageusement sous une forme semi-sphérique et cette extrémité de la tige 12 consistant en une rotule 13. Un ressort 14 est disposé entre le piston 10 et l'aimant 2, 6 de sorte que lorsque le piston 10 se rapproche de l'aimant 2, 6 une force de rappel tend à écarter ces deux éléments 10 et 2, 6 de manière à les 30 ramener dans leurs positions initiales de repos respectives, visibles sur la figure 5 annexée. Le ressort 14 permet également d'offrir une résistance minimale au mouvement, ou déplacement, de la pédale d'accélération 60 alors que - 8 - l'aimant 2, 6 et l'électroaimant 1 sont en contact et n'agissent pas (ou n'interagissent pas) pour déplacer l'élément mobile et bloquer ou freiner la course du piston 10. Le piston 10 et l'aimant 6 ou l'élément à aimantation permanente 2 5 forment ici l'élément mobile du dispositif d'alerte et de contrôle selon l'invention. L'élément mobile 2, 6, 10 ainsi que l'électroaimant 1 sont insérés dans un corps cylindrique 15 s'étendant longitudinalement suivant un axe X'X. Les deux extrémités de ce corps 15 sont fermées respectivement par 10 un élément de fermeture supérieure 20 et inférieure 21. Bien entendu, alors que l'extrémité inférieure du corps cylindrique 15 est close hermétiquement par l'élément de fermeture inférieure 21, l'élément de fermeture supérieure 20 dispose d'une ouverture 30 pour le passage de la tige 12, cette ouverture 30 étant classiquement de forme circulaire. Le 15 corps cylindrique 15 peut être fixé par tous moyens au support 5 de l'électroaimant 1, par exemple par vissage, et les éléments de fermeture 20, 21 peuvent eux aussi être fixés par tous moyens, mécanique et/ou chimique, au corps cylindrique 15. L'élément de fermeture inférieure 21 peut être constitué avantageusement par le support 5 de l'électroaimant 1, 20 comme cela est le cas dans le mode de réalisation présenté sur les figures annexées, ou peut être un élément distinct. De façon optionnelle, le piston 10 peut disposer d'un anneau aimanté 40 agencé sur sa face supérieure en contact avec l'élément de fermeture supérieure 20 lorsque l'élément mobile 2, 6, 10 est dans sa position initiale 25 de repos (sans déplacement de la pédale d'accélération, elle-même dans sa position inactive ou neutre). Cet anneau aimanté 40, visible sur les figures 3 à 5, permet d'exercer une légère force d'attraction, ou de maintien, entre le piston 10 et l'élément de fermeture supérieure 20 lorsque ce dernier 20 est en métal. Bien entendu, cet aimant 40 peut se 30 présenter sous diverses formes ou même en plusieurs parties (aimantées) pour remplir cette même fonction de maintien de l'élément mobile 2, 6, 10, ou du piston 10, dans sa position initiale de repos. L'anneau aimanté 40 - 9 - fait alors partie intégrante du moyen de rappel de l'élément mobile 2, 6, 10. Comme cela est visible sur la figure 6, le dispositif d'alerte et de contrôle d'une pédale d'accélération 60 selon l'invention comporte un 5 capteur de position 50 de l'élément mobile 2, 6, 10, ou plus précisément du piston 10 dans le mode d'exécution présenté ici, de manière à connaitre l'état d'enfoncement de cette pédale d'accélération 60, autrement dit la position de la pédale d'accélération 60. Comme on peut le voir sur la figure 5, le dispositif d'alerte et de 10 contrôle selon l'invention, une fois monté, est fixé à proximité d'une pédale d'accélération 60, avantageusement sous l'âme pédale. Le dispositif et le système d'alerte et de contrôle selon l'invention permet d'assurer les fonctions suivantes : - les fonctions d'une pédale d'accélération 60 classique équipée d'un 15 capteur de position 50 ; - la possibilité de générer des vibrations contrôlées ; - la possibilité de limiter la course de la pédale 60, voire d'arrêter la pédale 60 en pleine course ; - la possibilité de rendre l'enfoncement de la pédale 60 très difficile 20 en cas de besoin. Ces différentes possibilités peuvent être exploitées pour compléter les dispositifs d'aides à la conduite et pour assurer plus de sécurité en conduisant. On peut par exemple lister quelques cas d'utilisation utiles de ces 25 nouvelles possibilités : - faire vibrer la pédale 60 pour alerter le conducteur qu'il doit changer de vitesse, en cas de changement involontaire de la voie de circulation ...etc ; - on peut durcir l'enfoncement de la pédale 60, sans la bloquer, en 30 cas de dépassement de vitesse autorisée sur la route ; - on peut stopper la course de la pédale 60 en cas de non-respect de la distance de sécurité sur la route. - 10- Bien entendu, pour que ces différentes possibilités fonctionnent, le véhicule est équipé de différents dispositifs, ou capteurs, permettant de connaitre les distances entres véhicules, le régime moteur, la vitesse engagée, les conditions d'adhérences ...etc. 5 Le fonctionnement normal et classique de la pédale d'accélération 60 ne change pas, c'est-à-dire que lorsqu'on appuie sur la pédale 60, la tige 12 pousse le piston 10. Le piston 10 se déplace en comprimant le ressort 14, le capteur de position 50 communique en permanence la position de la pédale 60. 10 Le dispositif peut être activé et contrôlé, par un système embarqué (ou moyen de calcul et de commande) par exemple suivant les conditions de circulation. Quand le dispositif reçoit la commande d'activation du bobinage électromagnétique 3, le moyen de commande s'assure que les faces en 15 contact entre l'électroaimant 1 et l'aimant permanent 2, 6 aient le même pole magnétique, les forces magnétiques s'opposent et provoque ce qui suit : - le déplacement de l'aimant 6 ou de l'élément à aimantation permanente 2 ; 20 - la compression du ressort 14 ; - l'augmentation des efforts ressentie par le pied du conducteur (effet pédale dure) ; - selon l'intensité du champ électromagnétique (dépendant de l'intensité du courant passant dans la bobine 3), le déplacement de 25 l'aimant 6 ou de l'élément à aimantation permanente 2 peut aller jusqu'au contact avec le piston 10, comme cela est visible sur la figure 3, et stopper l'enfoncement de la pédale 60 ; - si on fait varier alternativement l'intensité du champ magnétique de l'électroaimant 1, on peut créer un mouvement alternatif de l'aimant 6 ou 30 de l'élément REVENDICATIONS1. Dispositif d'alerte et de contrôle d'une pédale d'accélération de véhicule, le dispositif comprenant un élément mobile (2, 6, 10), une tige (12), un aimant (2, 6) et un électroaimant (1), caractérisé en ce que la tige (12) est en contact à son extrémité supérieure avec la pédale d'accélération (60) et à son extrémité inférieure (13) avec l'élément mobile (2, 6, 10), l'aimant (2, 6) et l'électroaimant (1) interagissant pour déplacer l'élément mobile (2, 6, 10) entre une position de repos et une position extrêmale dans laquelle la tige (12) bloque la pédale d'accélération (60). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de rappel (14, 40) de l'élément mobile (2, 6, 10) pour le ramener dans sa position repos. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un corps de forme cylindrique (15) dans lequel sont logés l'élément mobile (2, 6, 10), l'aimant (2, 6), l'électroaimant (1), le moyen de rappel (14, 40) et l'extrémité inférieure (13) de la tige (12). 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un capteur de position (50) de l'élément mobile (2, 6, 10). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce l'élément mobile (2, 6, 10), composé en une ou plusieurs parties, comporte l'aimant (6). 6. Système d'alerte et de contrôle d'une pédale d'accélération de véhicule, comprenant au moins un moyen de calcul et de commande, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes et en ce que ledit moyen de calcul et de commande contrôle l'électroaimant (1). 7. Système selon la revendication 6, comportant au moins un capteur de proximité avec un autre véhicule, caractérisé en ce que, lorsqu'un seuil de proximité avec cet autre véhicule est détecté, ledit système bloque la pédale d'accélération (60) ou engendre une force de résistance s'opposant à une volonté conducteur d'accélérer. - 12 - 8. Système selon la revendication 6 ou 7, comprenant au moins un capteur du régime moteur, caractérisé en ce que, lorsqu'un changement de rapport de vitesses possible est détecté par ledit capteur, ledit système fait vibrer la pédale d'accélération (60). 5 9. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, comprenant au moins un capteur de vitesse du véhicule, caractérisé en ce que, lorsqu'une vitesse de seuil est détectée, ledit système bloque la pédale d'accélération (60) ou engendre une force de résistance s'opposant à une volonté conducteur d'accélérer. 10 10. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un système d'alerte et de contrôle d'une pédale d'accélération selon l'une quelconque des revendications 6 à 9.