FR2835221A1 - Emergency brake operation predictor for motor vehicle braking circuit, senses time taken to move foot to brake pedal to initiate braking action - Google Patents
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Abstract
Description
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Procédé d'anticipation de freinage et notamment de freinage d'urgence d'un véhicule automobile, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Method for anticipating braking and in particular emergency braking of a motor vehicle, and device for implementing this method.
La présente invention se rapporte à un procédé d'anticipation de freinage d'un véhicule automobile, ainsi qu'à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. The present invention relates to a method for anticipating braking of a motor vehicle, as well as to a device for implementing this method.
Lorsqu'un véhicule automobile est en roulage normal, le conducteur a son pied droit sur la pédale d'accélérateur à une certaine position d'enfoncement permettant de réguler la vitesse du véhicule selon les capacités du moteur du véhicule. Par action sur la pédale d'accélérateur, le conducteur peut faire varier la vitesse du véhicule selon les capacités du moteur, tant en accélération qu'en décélération (frein-moteur), les capacités de décélération restant toujours faibles. When a motor vehicle is in normal driving, the driver has his right foot on the accelerator pedal at a certain depressed position making it possible to regulate the speed of the vehicle according to the capacities of the vehicle engine. By acting on the accelerator pedal, the driver can vary the speed of the vehicle according to the capacities of the engine, both during acceleration and deceleration (engine brake), the deceleration capacities always remaining low.
Pour obtenir une décélération plus forte, donc un freinage, le conducteur doit agir sur la pédale de frein placée immédiatement à gauche de la pédale d'accélérateur. Cette pédale de frein est actionnée par le même pied que celui qui agit sur la pédale d'accélérateur. Le conducteur doit ainsi passer son pied droit de la pédale d'accélérateur sur la pédale de frein s'il souhaite freiner son véhicule. To obtain a stronger deceleration, therefore braking, the driver must act on the brake pedal placed immediately to the left of the accelerator pedal. This brake pedal is actuated by the same foot as that which acts on the accelerator pedal. The driver must therefore move his right foot from the accelerator pedal to the brake pedal if he wishes to brake his vehicle.
En cas de freinage d'urgence, le conducteur doit agir rapidement sur la pédale de frein. In the event of emergency braking, the driver must act quickly on the brake pedal.
Or, dans une situation d'urgence, le conducteur ne se doutant pas qu'il devra arrêter son véhicule le plus rapidement possible, son pied droit est le plus souvent occupé à réguler la vitesse du véhicule en agissant sur la pédale d'accélérateur. However, in an emergency situation, the driver not suspecting that he will have to stop his vehicle as quickly as possible, his right foot is most often busy regulating the speed of the vehicle by acting on the accelerator pedal.
Dans ce cas, le conducteur doit passer son pied droit de la pédale d'accélérateur sur la pédale de frein le plus rapidement possible afin d'obtenir la décélération maximale de son véhicule, le plus tôt possible. Le délai qui sépare l'apparition du danger de la décélération du véhicule est une addition de plusieurs temps de réponse. In this case, the driver must shift his right foot from the accelerator pedal to the brake pedal as quickly as possible in order to obtain the maximum deceleration of his vehicle, as soon as possible. The delay between the appearance of the danger and the deceleration of the vehicle is the addition of several response times.
Chronologiquement, ces temps de réponse comprennent le temps nécessaire pour la compréhension par le conducteur qu'un Chronologically, these response times include the time necessary for the driver to understand that a
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danger se présente à lui, le temps nécessaire au conducteur pour agir physiquement sur la pédale de frein et le temps de réponse du système de freinage dont le véhicule est équipé. Ces temps de réponse ne sont pas du tout négligeables dans la mesure où ils interviennent en fin de compte dans les distances de freinage. danger presents itself to him, the time required for the driver to physically act on the brake pedal and the response time of the braking system with which the vehicle is equipped. These response times are by no means negligible insofar as they ultimately affect braking distances.
La demande FR-2 758 775 propose un dispositif pour déclencher l'allumage des feux de stop d'un véhicule avant que le pied du conducteur n'ait atteint la pédale de frein, grâce à l'utilisation de moyens tels que par exemple deux cellules photoélectriques, qui détectent le déplacement du pied droit du conducteur entre la pédale d'accélérateur et la pédale de frein. Cela permet de gagner une fraction de seconde dans l'allumage des feux de stop d'un véhicule automobile. Application FR-2 758 775 proposes a device for triggering the ignition of the brake lights of a vehicle before the driver's foot has reached the brake pedal, by the use of means such as for example two photocells, which detect the movement of the driver's right foot between the accelerator pedal and the brake pedal. This saves a fraction of a second in the ignition of the brake lights of a motor vehicle.
Par contre, ce dispositif connu ne permet pas de réduire les distances d'arrêt du véhicule, l'information recueillie par le système de détection n'agissant pas sur le système de freinage. On the other hand, this known device does not make it possible to reduce the stopping distances of the vehicle, the information collected by the detection system not acting on the braking system.
La présente invention vise un procédé et un dispositif d'anticipation de freinage d'un véhicule automobile, permettant d'améliorer les temps de réponse en cas de freinage, notamment de freinage d'urgence, par une anticipation de freinage, et donc de réduire les distances d'arrêt du véhicule. The present invention relates to a method and a device for anticipating braking of a motor vehicle, making it possible to improve response times in the event of braking, in particular emergency braking, by anticipating braking, and therefore to reduce vehicle stopping distances.
Le procédé et le dispositif selon l'invention s'appliquent à tout type de véhicule équipé d'un système de freinage, quelle que soit la technologie de ce système, par exemple freinage hydraulique conventionnel à pompe hydraulique d'assistance, freinage à booster actif, freinage électrohydraulique ou freinage électrique. The method and the device according to the invention apply to any type of vehicle fitted with a braking system, whatever the technology of this system, for example conventional hydraulic braking with hydraulic assistance pump, active booster braking , electro-hydraulic braking or electric braking.
Suivant le procédé conforme à l'invention d'anticipation du freinage d'un véhicule automobile, on détermine la vitesse de rapprochement du pied du conducteur de la pédale de frein et on déclenche, en fonction d'au moins un seuil de vitesse de rapprochement, un freinage du véhicule avant même que le pied du conducteur n'ait agi sur la pédale de frein. According to the method according to the invention for anticipating the braking of a motor vehicle, the speed at which the driver's foot comes closer to the brake pedal is determined and triggered, as a function of at least one speed of approach threshold. , braking of the vehicle even before the driver's foot has acted on the brake pedal.
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Ce procédé consiste donc à détecter le plus tôt possible le souhait du conducteur de freiner son véhicule pour agir sur le système de freinage dans le sens d'une anticipation de freinage. This method therefore consists in detecting as soon as possible the driver's wish to brake his vehicle in order to act on the braking system in the direction of anticipating braking.
A ce sujet, plusieurs scénarios sont possibles. In this regard, several scenarios are possible.
Premièrement, le conducteur peut avoir son pied droit sur la pédale d'accélérateur pour réguler la vitesse de son véhicule ; lorsqu'il souhaite stopper d'urgence son véhicule, il passe son pied rapidement de la pédale d'accélérateur sur la pédale de frein pour écraser fortement cette dernière. First, the driver can have his right foot on the accelerator pedal to regulate the speed of his vehicle; when he wants to stop his vehicle urgently, he quickly passes his foot from the accelerator pedal to the brake pedal to strongly crush the latter.
Deuxièmement, le conducteur peut n'avoir son pied droit ni sur la pédale d'accélérateur, ni sur la pédale de frein ; lorsqu'il souhaite stopper d'urgence son véhicule, il approche rapidement son pied droit de la pédale de frein pour écraser fortement cette dernière. Secondly, the driver may have his right foot neither on the accelerator pedal nor on the brake pedal; when he wants to stop his vehicle urgently, he quickly approaches his right foot of the brake pedal to strongly crush the latter.
Troisièmement, le conducteur peut être en cours de freinage, son pied légèrement appuyé sur la pédale de frein ; lorsqu'il souhaite stopper d'urgence son véhicule, il écrase fortement la pédale de frein. Third, the driver may be braking, his foot lightly depressed on the brake pedal; when he wants to stop his vehicle urgently, he strongly crushes the brake pedal.
Pour les deux premiers scénarios, l'intention de freiner d'urgence peut être détectée par une mesure des mouvements du pied droit. Si cette détection est faite suffisamment tôt et que l'intention de freiner d'urgence est clairement reconnue, il est possible d'intervenir sur le système de freinage avant même que le conducteur n'ait écrasé la pédale de frein. For the first two scenarios, the intention to brake emergency can be detected by measuring the movements of the right foot. If this detection is made early enough and the intention to brake emergency is clearly recognized, it is possible to intervene on the braking system even before the driver has stepped on the brake pedal.
Selon les seuils de reconnaissance du système, il est possible de déclencher par anticipation un freinage qui peut aller d'un freinage léger jusqu'à l'obtention d'une décélération maximale du véhicule. Depending on the system recognition thresholds, it is possible to initiate early braking which can range from light braking until maximum vehicle deceleration is obtained.
Bien entendu, l'anticipation de freinage est inopérante pour le troisième scénario, pour lequel le conducteur n'a qu'à écraser la pédale de frein de façon plus importante que le freinage qu'il avait entamé, cela sans avoir à déplacer son pied. Of course, the anticipation of braking is ineffective for the third scenario, for which the driver only has to flatten the brake pedal more significantly than the braking he had started, without having to move his foot .
Selon les cas, on peut détecter directement la vitesse de rapprochement du pied de la pédale de frein, ou alors détecter la présence du pied sur la pédale d'accélérateur et sur la pédale de frein et utiliser comme seuil de vitesse de rapprochement le temps qui Depending on the case, you can directly detect the speed at which the foot is approaching the brake pedal, or else detect the presence of the foot on the accelerator pedal and on the brake pedal and use the time which
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sépare la disparition du pied de la pédale d'accélérateur et la détection de la présence du pied devant la pédale de frein. separates the disappearance of the foot from the accelerator pedal and the detection of the presence of the foot in front of the brake pedal.
Le dispositif de détection de l'intention de freinage d'urgence, pour pouvoir intervenir pour les deux premiers scénarios ci-dessus, comprend un capteur de présence de pied sur la pédale de frein et un capteur de vitesse de rapprochement du pied de la pédale de frein, ainsi qu'un capteur de présence de pied sur la pédale d'accélérateur, ces capteurs étant reliés à un calculateur de vitesse de rapprochement agissant sur le système de freinage du véhicule en fonction d'au moins un seuil de vitesse de rapprochement. The emergency braking intention detection device, in order to be able to intervene for the first two scenarios above, includes a foot presence sensor on the brake pedal and a pedal approach speed sensor. brake, as well as a foot presence sensor on the accelerator pedal, these sensors being connected to a approach speed computer acting on the vehicle braking system as a function of at least one approach speed threshold .
Un tel dispositif, quel que soit le scénario, est capable de détecter la vitesse de rapprochement du pied vers la pédale d'accélérateur. Such a device, whatever the scenario, is capable of detecting the speed of approach of the foot towards the accelerator pedal.
Pour une détection efficace de l'intention de freinage d'urgence, les capteurs sont de préférence tous disposés sur les pédales. For effective detection of the emergency braking intention, the sensors are preferably all arranged on the pedals.
Dans ce cas, les capteurs comprennent sur la pédale d'accélérateur un capteur de présence de pied et, sur la pédale de frein, un capteur de présence de pied disposé sur la partie gauche de cette pédale de frein et un capteur de vitesse, qui fait également office de capteur de présence de pied, sur la partie droite de cette pédale. In this case, the sensors comprise on the accelerator pedal a foot presence sensor and, on the brake pedal, a foot presence sensor disposed on the left side of this brake pedal and a speed sensor, which also acts as a foot presence sensor on the right side of this pedal.
Ainsi, dans la situation correspondant au premier scénario cidessus, le calculateur mesure le temps qui sépare la disparition du pied de la pédale d'accélérateur et la détection de la présence du pied devant la pédale de frein. Thus, in the situation corresponding to the first scenario above, the computer measures the time between the disappearance of the foot from the accelerator pedal and the detection of the presence of the foot in front of the brake pedal.
Dans la situation correspondant au deuxième scénario ci- dessus, deux cas peuvent se présenter :
Si le pied est au départ entre les deux pédales, les deux capteurs de la pédale de frein (capteur de vitesse à droite du patin, capteur de présence de pied à gauche du patin) renvoient au calculateur l'apparition successive du pied, le calculateur étant capable de mesurer le délai d'apparition du pied en regard des deux capteurs et donc de mesurer la vitesse de rapprochement du pied de la pédale de frein. In the situation corresponding to the second scenario above, two cases may arise:
If the foot is at the start between the two pedals, the two brake pedal sensors (speed sensor to the right of the shoe, foot presence sensor to the left of the shoe) refer to the computer the successive appearance of the foot, the computer being able to measure the time of appearance of the foot opposite the two sensors and therefore to measure the speed at which the foot approaches the brake pedal.
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Si le pied est au départ au repos sur le plancher, le conducteur approche son pied de la pédale de frein, le capteur de vitesse de la pédale de frein étant capable de donner une information d'intention de freinage d'urgence au calculateur. If the foot is initially at rest on the floor, the driver approaches his foot with the brake pedal, the speed sensor of the brake pedal being capable of giving information of the intention of emergency braking to the computer.
Différentes technologies de capteurs de présence peuvent être envisagées, en particulier des capteurs capacitifs, des capteurs à infrarouges ou des capteurs à ultrasons. Different technologies for presence sensors can be envisaged, in particular capacitive sensors, infrared sensors or ultrasonic sensors.
Pour être efficaces dans le cadre de l'application, objet de l'invention, ces capteurs doivent pouvoir être capables de détecter le pied à environ 10 mm de distance. To be effective in the context of the application which is the subject of the invention, these sensors must be able to detect the foot at a distance of approximately 10 mm.
Pour ce qui est du capteur de vitesse, il est possible de faire appel en particulier aux technologies des capteurs capacitifs et des capteurs à ultrasons. With regard to the speed sensor, it is possible to make use in particular of capacitive sensor and ultrasonic sensor technologies.
En se référant aux dessins annexés, on va décrire ci-après plus en détail un exemple de réalisation d'un dispositif d'anticipation de freinage, selon l'invention ; sur les dessins : - la figure 1 représente schématiquement un exemple d'implantation de capteurs sur la pédale d'accélérateur et sur la pédale de frein ; - la figure 2 représente un schéma simplifié de l'intervention du dispositif sur le système de freinage du véhicule. Referring to the accompanying drawings, an embodiment of a brake anticipation device according to the invention will be described below in more detail; in the drawings: - Figure 1 schematically shows an example of installation of sensors on the accelerator pedal and on the brake pedal; - Figure 2 shows a simplified diagram of the intervention of the device on the vehicle braking system.
Selon la figure 1, la pédale d'accélérateur 1 d'un véhicule automobile est équipée d'un capteur 2 installé sur le patin 3 de la pédale 1 de manière à détecter la présence du pied sur le patin 3. La pédale de frein 4 est équipée d'un capteur 5 et d'un capteur 6, le capteur 5 installé à gauche sur le patin 7 étant un capteur de détection de présence de pied et le capteur 6 installé à droite sur le patin 7 étant un capteur de vitesse détectant la vitesse de rapprochement du pied du patin 7. According to Figure 1, the accelerator pedal 1 of a motor vehicle is equipped with a sensor 2 installed on the pad 3 of the pedal 1 so as to detect the presence of the foot on the pad 3. The brake pedal 4 is equipped with a sensor 5 and a sensor 6, the sensor 5 installed on the left on the pad 7 being a foot presence detection sensor and the sensor 6 installed on the right on the pad 7 being a speed sensor detecting the speed of approach of the foot of the skate 7.
Selon la figure 2, le capteur 2 de présence de pied sur la pédale d'accélérateur 1, ainsi que le capteur 5 de présence de pied 5 et le capteur 6 de vitesse de rapprochement de la pédale de frein 4 sont reliés à un calculateur 9 de vitesse du pied du conducteur. Le calculateur 9 est conçu pour déterminer, à partir des informations According to FIG. 2, the foot presence sensor 2 on the accelerator pedal 1, as well as the foot presence sensor 5 and the approach speed sensor 6 of the brake pedal 4 are connected to a computer 9 driver's foot speed. The computer 9 is designed to determine, from the information
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fournies par les capteurs des deux pédales 1 et 4, la vitesse de rapprochement du pied du conducteur de la pédale de frein et d'élaborer, en fonction d'un ou de préférence plusieurs seuils de vitesse de rapprochement, un ordre de freinage transmis au calculateur de gestion 10 du système de freinage du véhicule, symbolisé par quatre étriers de frein 11. provided by the sensors of the two pedals 1 and 4, the speed of approach of the foot of the driver of the brake pedal and of developing, as a function of one or preferably several thresholds of approach speed, a braking order transmitted to the management computer 10 for the vehicle braking system, symbolized by four brake calipers 11.
De préférence, le circuit de frein du véhicule équipé du dispositif conforme à l'invention comporte un système d'antiblocage des roues au freinage dit ABS , géré par le calculateur 9 et intervenant en particulier en cas de freinage d'urgence anticipé qui, déclenché par le calculateur sous l'action des capteurs 2,5 et 6, entre en action avant l'intervention physique du conducteur sur la pédale de frein, donc sans que le conducteur ne puisse moduler l'effort de freinage. Preferably, the vehicle brake circuit equipped with the device according to the invention comprises an anti-lock braking system called ABS, managed by the computer 9 and intervening in particular in the event of anticipated emergency braking which, triggered by the computer under the action of sensors 2,5 and 6, comes into action before the physical intervention of the driver on the brake pedal, therefore without the driver being able to modulate the braking force.
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