Brevet FR3080821A1 — publié le 20191108

Description Titre de l'invention : Procédé et dispositif pour reconnaître l'état d'une chaussée Domaine technique [0001] La présente invention se rapporte à un procédé pour reconnaître l'état d'une chaussée et à un dispositif pour l'application du procédé. Technique antérieure [0002] Un capteur de pluie d'un véhicule permet de reconnaître l'humidité déposée sur le pare-brise du véhicule. Cette humidité peut provenir d'une précipitation ou encore de projections d'eau d'autres véhicules. Si le pare-brise est mouillé, on peut estimer que la chaussée dans la région du véhicule est également mouillée. On peut également faire une saisie optique de l'état de la chaussée à l'aide d'un système de caméras équipant le véhicule. [0003] EXPOSE ET AVANTAGES DE L'INVENTION [0004] Dans ce contexte, l'invention a pour objet un procédé de reconnaissance de l'état d'une chaussée caractérisé en ce qu'on détermine une information d'état de chaussée représentant l'état de la chaussée en utilisant une valeur d'humidité d'air avant représentant l'humidité de l'air à l'avant du véhicule et une valeur d'humidité d'air arrière représentant l'humidité à l'arrière du véhicule. [0005] L'invention a également pour objet un dispositif de reconnaissance de l'état d'une chaussée mettant en oeuvre ce procédé. [0006] L'invention a également pour objet un produit programme d'ordinateur pour l'application du procédé, ce programme étant enregistré sur un support de mémoire lisible par une machine. [0007] Les formes de réalisation de l'invention permettent avantageusement de reconnaître les projections d'eau produites par un véhicule en mouvement même si la projection d'eau n'est que sur une faible hauteur. Cela permet également de détecter de courts passages humides. [0008] En d'autres termes l'invention a pour objet un procédé de reconnaissance de l'état d'une chaussée. Ce procédé se caractérise en ce que l'on détermine une information d'état de chaussée représentant l'état de la chaussée en utilisant une valeur d'humidité d'air avant représentant l'humidité de l'air à l'avant du véhicule et une valeur d'humidité d'air arrière représentant l'humidité de l'air à l'arrière du véhicule. [0009] L'état de la chaussée peut être sec, humide, mouillé, très mouillé et aussi une chaussée couverte d'eau. L'information d'état de la chaussée donne l'état de la chaussée sous la forme d'une valeur numérique. L'humidité de l'air peut être 2 l'humidité relative de l'air. La valeur d'humidité de l'air est une image chiffrée de l'humidité de l'air. Les expressions « avant » et « arrière » permettent de distinguer des concepts et des caractéristiques, qui sont en eux-mêmes identiques. [0010] L'état de la chaussée est défini comme étant humide si la valeur d'humidité d'air arrière est supérieure à la valeur d'humidité d'air avant. De l'air ambiant peut être mis en turbulence à l'avant du véhicule. Si la chaussée est humide, les pneumatiques du véhicule forment de l'embrun et des projections d'eau de la chaussée. Derrière le véhicule en mouvement, les projections d'eau mises en turbulence sont soulevées par l'aérodynamisme du véhicule. Dans ces conditions, l'humidité de l'air derrière le véhicule est supérieure à celle devant le véhicule. Lorsque la chaussée est sèche, l'air est saturé par l'évaporation à proximité de la surface de la chaussée alors que l'air à une certaine hauteur de la chaussée est toujours sec. Ainsi l'humidité de l'air augmente en fonction inverse de la distance par rapport à la surface de la chaussée. L'aérodynamisme met en turbulence les couches d'air humide qui se trouvent ainsi près de la surface de la chaussée derrière le véhicule. Ainsi, derrière le véhicule l'humidité de l'air est supérieure à celle devant le véhicule. [0011] L'état de la chaussée est défini comme étant sec si la valeur d'humidité d'air arrière et la valeur d'humidité d'air avant sont pratiquement égales et si chacune des valeurs d'humidité d'air est inférieure à 100% notamment inférieure à 90% ou de préférence inférieure à 50%. Dans le cas d'une chaussée sèche, il n'y a pas de projections d'eau mises en turbulence. L'humidité de l'air devant le véhicule et celle derrière le véhicule sont pratiquement identiques. [0012] L'état de la chaussée est défini comme humide si la valeur d'humidité d'air avant est voisine de 100%, par exemple comprise entre 90% et 100% et si la valeur d'humidité d'air arrière est pratiquement égale à 100% d'humidité par exemple une humidité comprise entre 90% et 100%. Si un autre véhicule circule devant le propre véhicule, les projections d'eau sont mises en turbulence de sorte que l'air en avant et en arrière du véhicule est généralement saturé en humidité. Une humidité d'air de 100% devant le véhicule peut signifier avec une très grande plausibilité que la chaussée est au moins humide et pratiquement mouillée. Cette information peut servir à vérifier la plausibilité et garantir l'état de la chaussée qui a été obtenu avec un autre procédé ou d'autres capteurs. [0013] La valeur d'humidité d'air avant peut se déterminer en utilisant au moins un capteur à ultrasons installé à l'avant du véhicule. La valeur d'humidité d'air arrière peut se déterminer en utilisant au moins un capteur à ultrasons installé à l'arrière du véhicule. L'amortissement des ondes sonores dans l'air dépend de l'humidité de l'air. La vitesse du son est en revanche essentiellement dépendante de la température de l'air. La température de l'air est saisie de manière simple au niveau du véhicule. La vitesse du son 3 et le temps de parcours des ondes sonores d'un capteur à ultrasons jusqu'à un objet et en retour permettent de calculer la distance de l'objet. En utilisant la distance et l'amortissement prévu, on peut déterminer l'intensité prévisible de l'écho de l'objet. Si l'écho a une intensité effective moindre que l'intensité prévisionnelle, les ondes sonores sont plus fortement amorties par l'air que pour l'amortissement prévisionnel. A partir du rapport entre l'intensité prévisionnelle et l'intensité effective, on détermine l'amortissement effectif. En utilisant l'amortissement, on détermine l'humidité de l'air. [0014] La valeur d'humidité d'air avant se détermine en utilisant un capteur d'humidité d'air installé à l'avant du véhicule. La valeur d'humidité d'air arrière se détermine en utilisant un capteur d'humidité d'air installé à l'arrière du véhicule. En particulier pour mesurer à l'avant du véhicule, on peut installer par exemple un capteur d'humidité d'air dans la tubulure d'admission du moteur du véhicule. Le capteur d'humidité d'air peut également être un appareil indépendant. [0015] L'information d'état de la chaussée peut se déterminer en outre en utilisant un co- efficient de correction pour la valeur d'humidité d'air arrière et/ou la valeur d'humidité d'air avant. On règle le coefficient de correction si la valeur d'humidité avant indique une humidité d'air plus élevée que la valeur d'humidité d'air arrière. Comme l'humidité d'air d'un volume d'air est en général constante et qu'elle augmente pour un état mouillé, lorsque le véhicule traverse le volume d'air, on peut supposer que l'humidité d'air détectée est fausse si à l'arrière on détecte une humidité d'air plus faible qu'à l'avant. A l'avenir, pour obtenir des valeurs correctes on détermine le coefficient de correction et on l'utilisera à l'avenir. [0016] Le procédé de l'invention peut être implémenté par exemple par un programme ou par un circuit ou encore sous une forme mixte composée d'un programme et d'un circuit dans un appareil de commande. [0017] La solution proposée concerne également un dispositif conçu pour exécuter les étapes du procédé présenté ci-dessus avec des installations correspondantes. [0018] Le dispositif peut être un appareil comportant au moins une unité de calcul pour traiter les signaux ou les données, au moins une unité de mémoire pour enregistrer des signaux ou des données et au moins une interface et/ou une interface de communication pour enregistrer ou émettre des données dans un protocole de communication. L'unité de calcul comporte par exemple un processeur de signal, un système ASIC ou un microcontrôleur pour traiter les signaux de capteur et émettre des signaux de données en fonction des signaux de capteur. L'unité de mémoire est par exemple une mémoire flash, une mémoire EPROM ou une mémoire magnétique. L'interface est une interface de capteur pour enregistrer les signaux de capteur fournis par un capteur et/ou une interface d'actionneur pour émettre des signaux de données et/ou des signaux de commande pour un actionneur. L'interface de communication est par exemple conçue 4 pour fournir des données par une transmission sans fil et/ou une liaison par câble pour la réception et l'émission. [0019] Les interfaces peuvent également se présenter sous la forme d'un microcontrôleur à côté d'autres modules de programme. [0020] De manière avantageuse l'invention porte sur un produit programme d'ordinateur ou plus simplement un programme d'ordinateur avec un code programme enregistré sur un support lisible par une machine ou un support de mémoire tel qu'une mémoire semi-conductrice, une mémoire à disque dur ou une mémoire optique permettant d'exécuter, d'appliquer et/ou de commander les étapes du procédé selon l'une quelconque des formes de réalisation décrites ci-dessus notamment lorsque le produit programme ou plus simplement le programme sont exécutés par un ordinateur ou un dispositif permettant d'exécuter un produit programme d'ordinateur ou un programme. Brève description des dessins [0021] La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un schéma dans l'unique figure annexée qui montre un véhicule équipé d'un dispositif selon un exemple de réalisation de l'invention. [0022] [fig.1] est présentée uniquement de manière schématique sans échelle. [0023] DESCRIPTION D'UN MODE DE REALISATION [0024] La figure unique représente un véhicule 100 équipé d'un dispositif 102 selon un exemple de réalisation de l'invention. L'avant du véhicule 100 a une installation avant 104 pour déterminer la valeur d'humidité d'air avant 106. La valeur d'humidité d'air avant 106 représente l'humidité de l'air à l'avant. A l'arrière, le véhicule 100 comporte une installation arrière 108 pour déterminer la valeur d'humidité d'air arrière 110. La valeur d'humidité d'air arrière 110 représente l'humidité de l'air à l'arrière. Le dispositif 102 exécute un procédé selon l'invention pour reconnaître l'état actuel d'une chaussée. Le dispositif 102 reçoit la valeur d'humidité d'air avant 106 et la valeur d'humidité d'air arrière 110 et détermine une information d'état de chaussée 112 qui représente l'état de la chaussée en utilisant l'humidité de l'air à l'avant et l'humidité de l'air à l'arrière. [0025] Le véhicule 100 circule sur une route mouillée. A ce moment, le segment de chaussée en amont du véhicule 100 n'est occupé par aucun autre véhicule en circulation. Il n'y a pas non plus de circulation en sens inverse qui créerait un brouillard ou embrun et des tourbillons d'eau. En roulant sur la surface de la chaussée, les pneus du véhicule 100 refoulent l'eau de la surface de la chaussée selon la structure du revêtement de la chaussée avec un profil correspondant aux pneumatiques ou selon un brouillard vers l'avant et vers le côté. L'eau dans la partie du profil et celle venant de la structure sont également transformées en partie en brouillard tiré vers le haut. Les tourbillons d'air sous le véhicule 100, à côté de celui-ci et derrière celui-ci forment du brouillard en particulier derrière le véhicule 100 et en remontant et formant une tramée de brouillard qui redescend lentement. Le brouillard multiplie la surface de l'eau. Sur cette grande surface, l'eau s'évapore jusqu'à ce que l'humidité de l'air soit élevée. En particulier l'eau peut s'évaporer jusqu'à la saturation de l'air. [0026] A l'avant, l'humidité de l'air correspond principalement à l'humidité ambiante de l'air. A l'arrière, l'humidité de l'air est beaucoup plus élevée à cause de l'embrun. Partant de cette différence, le dispositif 102 reconnaît l'état de la chaussée comme étant un état mouillé et forme l'état de la chaussée telle que reconnue dans l'information d'état de chaussée 112. Si la valeur d'humidité d'air arrière 110 à l'arrière du véhicule correspond à une humidité de l'air significativement plus basse que la valeur d'humidité d'air avant 106 à l'avant du véhicule, on peut estimer qu'il y a un défaut de détection car l'humidité de l'air ne peut que diminuer légèrement entre l'avant et l'arrière. La différence entre la valeur d'humidité d'air avant 106 et la valeur d'humidité d'air arrière 110 peut être saisie et être utilisée comme coefficient de correction avec un signe algébrique opposé pour les futures déterminations de l'état de chaussée. [0027] Si un autre véhicule circule en amont du véhicule 100 ou si le vent latéral déplace des traînées d'embrun venant de la circulation en sens inverse vers la voie de circulation du véhicule 100, l'humidité de l'air sera également très élevée à l'avant du véhicule. Même pour une humidité de l'air très élevée à l'avant et à l'arrière ou à l'avant du véhicule et à l'arrière du véhicule, le dispositif 102 reconnaît que l'état de la chaussée est au moins humide. [0028] Comme la mousse derrière le véhicule 100 génère de l'air humide avec une humidité voisine de celle de la saturation, le dispositif ne reconnaît plus l'état de la chaussée au moins comme n'étant plus mouillée si l'humidité relative de l'air à l'arrière est inférieure à 100% notamment inférieure à 50%. On peut utiliser une plage de tolérance pour en cas de faible variation autour de la saturation, éviter qu'à tort une chaussée soit signalée comme sèche. [0029] Selon un exemple de réalisation, l'installation avant 104 servant à déterminer la valeur d'humidité d'air avant 106 se compose d'au moins un capteur à ultrasons 114 installé à l'avant. L'amortissement du signal d'ultrasons émis permet de déterminer l'humidité de l'air. [0030] Selon un exemple de réalisation, l'installation arrière 108 servant à déterminer la valeur d'humidité d'air arrière 110 se compose d'au moins un capteur à ultrasons 114 installé à l'arrière du véhicule. L'amortissement du signal d'ultrasons émis permet de déterminer l'humidité de l'air. [0031] A la place de capteurs d'ultrasons 114, on peut également utiliser les capteurs 6 d'humidité d'air 116 avec des principes de mesure différents pour déterminer les valeurs d'humidité d'air 106, 110. [0032] En d'autres termes, selon l'invention, on reconnaît une chaussée humide à faible vitesse ne mesurant l'humidité de l'air par exemple qu'avec des ultrasons. [0033] A l'aide du système d'ultrasons du véhicule, on peut mesurer l'humidité de l'air. En plus, à l'aide du niveau de bruit on pourra distinguer entre une chaussée humide et une chaussée sèche, et dans ce cas il est avantageux que la vitesse du véhicule soit élevée. En outre à l'aide de l'irrégularité des signaux d'ultrasons on pourra distinguer une chaussée humide par rapport à une chaussée sèche et pour cela il est avantageux que la vitesse du véhicule soit faible. [0034] La solution ainsi présentée peut également distinguer une chaussée d'une chaussée sèche à faible vitesse. Les procédés connus pourront être diagnostiqués ou contrôlés en plausibilité. [0035] Les capteurs à ultrasons mesurent l'humidité de l'air en avant et en arrière du véhicule. Si l'humidité de l'air à l'avant comme à l'arrière est très élevée (proche de 100%) ou si l'humidité de l'air est plus élevée à l'arrière qu'à l'avant, cela résulte d'une chaussée humide. Si l'humidité de l'air à l'avant et à l'arrière est égale et inférieure à 100%, on peut supposer qu'il s'agit d'une chaussée sèche. [0036] Pour évaluer le coefficient d'adhérence, il est important de ne pas estimer à tort que la chaussée est sèche. Pour cela la chaussée ne sera reconnue comme sèche que si le procédé présenté ci-dessus ainsi qu'au moins un autre procédé ne détectent pas de chaussée humide ou mouillée. [0037] La mesure d'humidité de l'air est régulièrement contrôlée en plausibilité et si les résultats ne sont pas plausibles elle sera corrigée car une chaussée reconnue par erreur comme sèche peut avoir des conséquences dangereuses. Par exemple, on corrige le calcul de l'humidité des capteurs arrière, à l'avenir, en relevant le niveau si l'humidité de l'air à l'avant est plus élevée que celle à l'arrière. En variante ou en complément, on corrige à l'avenir en abaissant l'humidité calculée pour les capteurs avant. [0038] Si l'humidité de l'air à l'avant et à l'arrière est très faible (par exemple