Domaine de l'invention

La présente invention concerne une interface de couplage d'un module de sécurité piéton implémentant une structure gonflable externe à un véhicule. Elle vise également un port de connexion universel ainsi qu'un dispositif de couplage mécanique mis en œuvre ans cette interface.

Le domaine de l'invention est celui de la sécurité des piétons en situation d'être heurtés ou renversés par des véhicules autonomes, semi-autonomes ou à délégation de conduite, individuels ou collectifs, ou par des véhicules guidés telles que des tramways. Par sécurité piéton, on entend la protection des personnes mais le domaine de l'invention couvre aussi la prise en charge de tous types d'obstacles animaux ou objet inerte.

État de la technique

Le développement considérable des véhicules à délégation de conduite tendant vers les voitures autonomes ou semi-autonomes et des navettes autonomes conduit à soulever de façon accrue la question de la sécurité des piétons. Cette question se pose aussi avec le fort développement des tramways et des systèmes de mobilité guidés au cœur des zones urbaines.

L'aide à la conduite et à la conduite autonome vont drastiquement réduire la sévérité des accidents automobiles. Cependant, dans les villes en particulier, la coexistence de piétons et de toutes sorte d'instruments propres à la mobilité (vélos, trottinettes...) va maintenir des risques significatifs d'interaction entre ces divers éléments circulants.

Ces chocs, généralement à vitesse modérée <40Km/h, lorsqu'ils ne sont pas mortels, sont très handicapants pour les victimes pendant de longues années.

Jusqu'à présent, les constructeurs automobiles se sont principalement occupés de concevoir des avants de véhicule réduisant la sévérité du choc piéton, ce qui a d'ailleurs conduit à une relative uniformisation des calandres des véhicules qui sont devenues sensiblement verticales. Par ailleurs, certains constructeurs ont proposé des mécanismes de soulèvement de capot par mise en œuvre des charges pyrotechniques adaptées, de coussins gonflables externes pour véhicule, mais ces systèmes assurent en fait une fonction d'amortissement de l'impact des seules parties hautes d'un piéton sur la carrosserie d'un véhicule sans parvenir systématiquement retenir ce piéton sur le véhicule provoquant alors un risque de chute et de suraccident.

Le brevet US 7,630,806 divulgue un système de détection et de protection de piéton, mettant en œuvre une structure gonflable externe équipant un véhicule. Ce système de détection et de protection comporte un coussin gonflable déployable à l'avant du véhicule, prévu pour amortir le choc d'un piéton contre le capot du véhicule et un filet prévu pour retenir ce piéton et ainsi lui évitant de passer au-dessus du véhicule. Ce système est commandé à partir d'un traitement de signaux issus de capteurs et analysés par un système de reconnaissance de forme qui peut intégrer des procédés d'intelligence artificielle.

Le brevet US 5,377,108 divulgue un système de prédiction d'impact équipant un véhicule automobile et mettant en œuvre un réseau de neurones. En cas de prédiction d'impact, ce système de prédiction commande par anticipation le déploiement d'un airbag ou coussin gonflable.

Le document W02018203020A divulgue un système de protection comprenant au moins une structure gonflable de sécurité étanche associée chacune à un générateur de gaz activable par une commande extérieure comprenant un signal électrique provenant d'un système automatisé chargé des fonctions critiques de sécurité d'un véhicule, correspondant à une information prédictive d'un choc. Le générateur de gaz est configuré pour générer un gaz sur une durée telle que la durée totale de gonflement de la structure gonflable est supérieure à 50 millisecondes. La structure gonflable et le générateur de gaz sont conditionnés dans un module placé dans une partie avant du véhicule et sont arrangés pour que structure gonflable se déploie partiellement vers l'avant du véhicule pour éviter un contact direct de la personne avec le véhicule. Le module placé dans une partie avant du véhicule est placé sur un dispositif articulé qui permet au le système automatisé de modifier son orientation, son assiette, et sa position axiale.

Le document US2009/0242308A1 divulgue un système de protection des piétons monté dans la partie avant d'un véhicule et comprenant un contrôleur, un mécanisme de maintien de mouvement vers l'avant contrôlé en actionnement par le contrôleur et un corps de contact qu'un piéton peut contacter. Il existe déjà chez les constructeurs automobiles une très grande diversité de systèmes de traitement d'informations issues de capteurs et de caméras, qui auront vocation à identifier des risques de collision avec des piétons et à émettre un signal de déclenchement d'une structure de protection externe d'un piéton. Il existe par ailleurs une grande variété de géométries de faces avant, du fait de la multiplicité de constructeurs et de modèles. Cette diversité pourrait constituer un frein au développement de telles structures de sécurité piéton.

Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant une interface de couplage entre d'une part un module de sécurité piéton implémentant une structure gonflable externe de sécurité, et d'autre part un véhicule doté d'une face avant spécifique et d'un système spécifique de traitement d'informations, cette interface ayant vocation à devenir un port universel de couplage, tant pour le couplage d'information que pour le couplage mécanique.

Résumé de l'invention

Cet objectif est atteint avec une interface de couplage d'un module de sécurité piéton à un véhicule, ledit module de sécurité implémentant une structure gonflable externe comportant une pluralité de sacs gonflables et prévue pour être déployée devant ledit véhicule en réponse à une détection d'une présence d'un piéton, ledit module de sécurité comprenant une unité de commande de déploiement prévue pour (i) traiter un signal d'ordre de déploiement de ladite structure gonflable externe émis par un système de détection piéton équipant ledit véhicule, et pour (ii) commander sélectivement le gonflage de ladite pluralité de sacs.

Suivant l'invention, cette interface de couplage comprend un port de connexion agencé pour recevoir (i) ledit signal d'ordre de déploiement et (ii) des informations associées à la détection de présence dudit piéton, de façon à permettre un traitement dudit signal d'ordre de déploiement et desdites informations associées par ladite unité de commande de déploiement, ce port de connexion étant outre adaptable, d'une part, à une diversité de formats de signaux et d'informations reçus de systèmes de détection piéton et, d'autre part, à une diversité de formats d'informations exploitables par des modules de sécurité piéton. Ce port de connexion est en outre inséré dans un boîtier intégrant la structure gonflable externe en mode replié, une unité de commande de déploiement et un système de gonflage commandé par cette unité de commande de déploiement.

L'interface de couplage selon l'invention peut en outre avantageusement comprendre un dispositif pour coupler mécaniquement ledit module de sécurité piéton dans la face avant du véhicule, ce dispositif de couplage mécanique étant agencé pour permettre un déplacement en translation et en rotation dudit module de sécurité relativement à la face avant.

Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un port de connexion mis en œuvre dans une interface de couplage selon l'invention d'un système de détection de piéton à un module de sécurité piéton implémentant une structure gonflable externe comportant une pluralité de sacs gonflables et prévue pour être déployée devant ledit véhicule en réponse à une détection de présence d'un piéton, ce port de connexion étant agencé pour recevoir en provenance dudit système de détection (i) un signal d'ordre de déploiement et (ii) des informations associées à la détection de présence dudit piéton, et étant inséré dans un boîtier intégrant la structure gonflable externe en mode replié, une unité de commande de déploiement et un système de gonflage commandé par ladite unité de commande de déploiement.

Ce port de connexion a vocation à devenir un port universel standardisé (PUS) procurant un caractère générique aux modules de sécurité piéton selon l'invention qui pourront ainsi équiper tout type de véhicule. Les informations associées à la détection de présence d'un piéton peuvent être reçues codées dans un format universel depuis le système de détection de piéton.

Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé pour coupler un port de connexion selon l'invention à un système de détection piéton prévu au sein d'un véhicule, ce port de connexion étant mis en œuvre dans une interface de couplage selon l'invention d'un module embarqué de sécurité piéton audit système de détection de piéton, ce procédé comprenant les étapes suivantes réalisées au sein dudit port de connexion :

- émulation du système de détection piéton pour que ce dernier émette à destination du port de connexion un flux d'informations équivalent à celui qui serait émis lors d'une détection effective d'un piéton,

- analyse des informations reçues, en vue d'identifier des informations d'intérêt pour la commande du module de sécurité piéton, - programmation du port de connexion de sorte que ce dernier puisse directement identifier de futures informations d'intérêt émises par le système de détection piéton, suivie d'une activation du module de sécurité piéton.

Avec ce procédé de programmation, il n'est plus nécessaire de concevoir autant de modules de sécurité piéton que d'architectures d'électronique véhicule propres à chaque constructeur. En effet, le port de connexion selon l'invention va automatiquement coupler tout système spécifique de détection piéton équipant un véhicule à un module de sécurité piéton qui, lui, peut être produit de manière standardisée.

Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un dispositif pour coupler mécaniquement ledit module de sécurité piéton dans la face avant du véhicule, ce dispositif de couplage mécanique étant agencé pour permettre un déplacement en translation et en rotation dudit module de sécurité relativement à ladite face avant.

Le dispositif de couplage mécanique coopère avec une pièce de base prévue pour être fixée à la face avant du véhicule et disposée pour permettre un déplacement du module de sécurité au-delà de l'avant du véhicule selon un angle de rotation déterminé par l'unité de commande de déploiement.

La pièce de base peut avantageusement présenter une forme générique prévue pour être fixée sur une diversité de faces avant distinctes.

Ainsi, un module de sécurité piéton selon l'invention, équipé à la fois d'un port de connexion universel et d'un dispositif de couplage mécanique universel, a vocation à pouvoir équiper une grande diversité de véhicules et contribue de cette façon à faciliter le développement d'architectures modulaires.

Définitions

Sont indiquées ci-après des définitions de termes utilisés dans la description qui suit, pour désigner des composants du module de sécurité piéton selon l'invention :

Piéton :

Une personne à pied, seule ou en groupe, debout ou au sol . Le service technique rendu au piéton peut ici s'étendre aux utilisateurs d'une bicyclette ou de tout autre mode de déplacement individuel, à des animaux ou à des objets inertes. Module de sécurité piéton

Un boîtier contenant la structure gonflable et le système de génération de gaz fixé sur un véhicule.

Structure gonflable externe :

Un ensemble de sacs gonflables pouvant communiquer entre eux et dont le gonflage peut être commandé sélectivement.

Sac gonflable:

Une enveloppe gonflable, de forme variable, par exemple de forme tubulaire, pouvant recevoir un gaz de gonflage et pouvant communiquer avec un ou plusieurs autres sac(s) selon une stratégie de déploiement.

Générateur de gaz :

Un système de génération de gaz pyrotechnique ou non. Le déploiement de la structure est assuré par le générateur de gaz. Certains sacs sont pressurisés par des gaz des autres sacs au-delà du fonctionnement du générateur. Dans certains cas des générateurs extérieurs peuvent être utilisés.

Description des Figures

On comprendra mieux l'invention à la lumière de la description détaillée qui suit, en référence aux figures ci-dessous :

• la figure 1 illustre schématiquement un véhicule pourvu d'un module de sécurité piéton selon l'invention, dont la structure gonflable externe est déployée en réponse à une détection d'un piéton devant le véhicule ;

• la figure 2 est un schéma synoptique d'un exemple de réalisation d'un module de sécurité piéton selon l'invention ;

• la figure 3 illustre schématiquement un exemple particulier de réalisation d'un port de connexion selon l'invention ;

• la figure 4A illustre schématiquement un exemple de réalisation d'un dispositif de couplage mécanique, représenté dans le mode non activé ;

• la figure 4B illustre schématiquement le dispositif de couplage mécanique de la figure 4A, représenté en mode activé avec déploiement de la structure gonflable ; et

• la figure 5 illustre schématiquement un exemple de programmation d'un port de connexion selon l'invention. Description détaillée

On va tout d'abord décrire, en référence à la figure 1, l'implantation d'un module de sécurité piéton 1 dans une face avant 4 d'un véhicule 10.

Pour une description détaillée de ce module de sécurité piéton et de son mode de déploiement, on se référera utilement aux enseignements du document W02018203020A.

Le module de sécurité piéton 1 est fixé à une pièce mécanique 40 qui est partie intégrante de la face avant 4 du véhicule 10. Un dispositif de couplage mécanique 6 permet au module de sécurité piéton 1 d'être déplacé en translation et en rotation à l'extérieur de la face avant 4 en réponse à une réception d'un signal d'ordre de déploiement de la structure gonflable 2.

Le véhicule 10 est équipé d'un ensemble de capteurs permettant une détection d'un piéton P à l'avant du véhicule et d'un dispositif de freinage d'urgence AEB (Autonomous Emergency Braking). Ces capteurs incluent notamment une caméra 7, un capteur 5 de type radar ou encore un capteur de type Lidar et délivrent des signaux qui sont traités et fusionnés au sein d'un système électronique de détection piéton 3. En référence aux figures 2 et 3, ce système de détection 3 transmet au module de sécurité piéton 1, via un câble de liaison 22, un signal d'ordre de déploiement 30 et des informations 31-34 associées à la situation de détection à l'origine de cet ordre de déploiement. Ces informations 31-34 peuvent notamment inclure des informations de classement de la morphologie du piéton détecté (par exemple adulte, enfant, grand, petit,...), des informations sur la position relative du piéton détecté par rapport à l'avant du véhicule, des informations sur les conditions de freinage ou encore des informations sur les conditions climatiques et environnementales.

Le module de sécurité piéton 1 comprend au sein d'un boîtier 24 une structure gonflable 2 enroulée sous la forme de deux sacs gonflables enroulés 11,12, un système de gonflage 13 incluant un générateur de gaz de type pyrotechnique ou bien utilisant un gaz comprimé, une unité de commande de déploiement 14, une unité d'adaptation 15 et un port de connexion universel 20 inséré sur l'une des faces du boîtier 24. Le module de sécurité piéton 1 comprend aussi un connecteur d'alimentation électrique (non représenté) à partir d'une source d'énergie électrique équipant le véhicule 10. L'unité d'adaptation 15 est configurée pour adapter les signaux reçus du port de connexion 20 aux formats des signaux pouvant être exploités par l'unité de commande de déploiement 14.

Le port de connexion 20 intègre par exemple un processeur et une unité de stockage d'informations, et il est programmé pour procurer une conversion d'un ou plusieurs signaux reçus du système de détection, présentés dans un premier jeu d'unités, en un ou plusieurs signaux présentés dans un second jeu d'unités permettant leur traitement par l'unité de commande de déploiement. Ce port de connexion peut aussi inclure une mémoire FPGA intégrant des règles de conversion prédéterminées entre une pluralité de systèmes de détection associés à des modèles de véhicule et une pluralité de modèles de module de sécurité piéton.

Le port de connexion peut par exemple être inséré dans un boîtier intégrant la structure gonflable externe en mode replié, une unité de commande de déploiement et un système de gonflage commandé par ladite unité de commande de déploiement.

Le port de connexion 20 est agencé pour recevoir le câble de liaison 22 reliant le système de détection 3 au module de sécurité piéton 1. Ce câble de liaison 22 est pourvu à chacune de ses extrémités de connecteurs 21,23 prévus pour être couplés respectivement au module de sécurité piéton via le port de connexion 20 et au système de détection piéton 3.

Ce port de connexion 20 a vocation à devenir un port universel standardisé (PUS) procurant un caractère générique aux modules de sécurité piéton selon l'invention qui pourront ainsi équiper tout type de véhicule.

On va maintenant décrire, en référence aux figures 4A et 4B, un exemple de réalisation d'un dispositif de couplage mécanique 6 équipant un module de sécurité piéton l' selon l'invention.

Ce module de sécurité piéton l' est fixé à une pièce mécanique 40 solidaire de la face avant du véhicule au moyen du dispositif de couplage mécanique 6, à proximité immédiate de la calandre 44 du véhicule. Une partie 45 de cette calandre 44, située sensiblement vis-à-vis du module de sécurité piéton 1', est conçue pour s'effacer et tomber dès que ce module de sécurité piéton exerce une pression contre cette partie 45 lorsque son déplacement vers l'avant est commandé.

Le dispositif de couplage mécanique 6 comprend une rotule 50 dont la partie mobile est solidaire du boîtier 24 du module de sécurité piéton 1', un bras de translation 46 à une extrémité avant duquel la rotule 50 est fixée, et un système électromécanique 49 pour commander un mouvement en translation du bras 46 vers l'avant. La rotule 50, qui est actionnable en rotation par un système mécatronique dédié (non représenté), a pour fonction de régler l'angle d'inclinaison du module de sécurité piéton l'.

Le dispositif de couplage mécanique 6 est fixé à la pièce mécanique de face avant 40 au moyen d'une base de fixation 45 solidement arrimée à cette pièce mécanique de face avant 40 au moyen d'un ensemble de vis 47,48. La base de fixation 45 est pourvue de roulements (non représentés) permettant un déplacement en translation du bras 46.

Lorsqu'un signal d'ordre de déploiement 30 émis par le système de détection piéton 3 est reçu via le port de connexion 20 et traité par l'unité d'adaptation puis par l'unité de commande de déploiement, cette dernière commande le système électromécanique 49 pour provoquer une translation rapide du bras 46 vers l'avant de façon à sortir aussi vite que possible le module de sécurité piéton l' à l'extérieur de la face avant du véhicule. L'unité de commande de déploiement 14 commande aussi la rotule actionnable 50 pour positionner angulairement le module de sécurité piéton l' en fonction d'informations reçues du système de détection 3 et indicatives de la morphologie du piéton et des conditions de freinage, puis commande sélectivement le gonflage des sacs constituant la structure gonflable externe pour en permettre son déploiement et la prise en charge du piéton P.

Les signaux et informations reçues via le port de connexion 20 sont tout d'abord traités par l'unité d'adaptation 15 qui a pour fonction de les adapter et éventuellement de les convertir pour que ces signaux et informations soient exploitables quelle que soit la configuration spécifique du système de détection équipant le véhicule. Ces fonctions d'adaptation et de conversion générées produites par le port de connexion et l'unité d'adaptation procurent au module de sécurité piéton l' un caractère générique et universel, avec un haut niveau de modularité.

On va maintenant décrire, en référence à la figure 5, un exemple de programmation d'un port de connexion 20 selon l'invention. Ce processus de programmation peut par exemple être mis en œuvre lors de la première monte d'un module de sécurité piéton dans un véhicule, ou bien après mise à jour d'un logiciel embarqué dans l'un des calculateurs embarqués du véhicule et tout particulièrement si ce calculateur est impliqué dans le système de freinage d'urgence et l'émission d'un ordre de déploiement. Dans une première étape (I), une émulation des capteurs et du calculateur du véhicule dédié à la fonction de sécurité piéton est réalisée, avec pour objectif de provoquer la réception de signaux en entrée du port de connexion. Cette émulation, qui est réalisé alors que le véhicule est à l'arrêt et en situation de test, peut être mise en œuvre via une requête émise par le port de connexion vers le calculateur prévu au sein du système de détection 3 ou vers un autre calculateur du véhicule, via le câble de liaison 22 ou un bus de communication prévu au sein du véhicule.

Il est à noter que l'on peut prévoir que le port de connexion puisse aussi émuler un ou plusieurs capteurs équipant le véhicule et impliqué dans la détection d'un piéton, notamment une caméra, un capteur ultrasons, un lidar ou un radar.

Pendant cette étape (I) d'émulation, le calculateur du système de détection 3 émet vers le port de connexion 20 un flux d'informations équivalent à celui que ce port recevrait en cas de détection d'une situation de détection d'un piéton et d'émission d'un d'ordre de déploiement. Si le constructeur du véhicule n'a pas prévu une telle séquence d'émulation, on peut prévoir en laboratoire une simulation d'un choc piéton sur le véhicule équipé et collecter en temps réel les informations de détection et d'ordre de déploiement émises par le ou les calculateurs de ce véhicule.

Ce flux d'informations est complètement dépendant des choix technologiques opérés par le constructeur du véhicule et/ou les équipementiers ayant fourni les systèmes et sous-systèmes contribuant à la fonction de sécurité piéton. On peut certes envisager des tentatives de standardisation des informations de sécurité échangées entre les calculateurs et les modules de sécurité, mais ces informations sont tellement liées à l'architecture propre de chaque concepteur de véhicule qu'on peut s'attendre à ce que ces flux d'informations restent longtemps spécifiques.

Dans une seconde étape (II) du processus de programmation, les informations reçues par le port de connexion 20 sont analysées par son processeur en vue de parvenir à des identifications de signaux/informations d'intérêt pour le module de sécurité piéton :

(III.1) : identification d'un signal d'ordre de déploiement de la structure gonflable, émis par le système de détection 3 ;

(III.2) : identification d'informations morphologiques relatives au piéton détecté, ces informations morphologiques pouvant par exemple être des informations de classification morphologiques ; (111.3) : identification d'informations cinétiques relatives au mouvement relatif du piéton détecté par rapport au véhicule ;

(111.4) : identification d'informations sur les conditions de freinage du véhicule, par exemple sur les conditions météorologiques et l'état de la route.

A l'issue de cette étape d'identification, le port de connexion 20 est programmé (étape (IV)) de façon à ce que lorsqu'un flux réel d'informations de détection et d'ordre de déploiement sera effectivement reçu du système de détection 3, ces informations puissent être immédiatement identifiées et transmises à l'unité de commande de déploiement 14 intégrée dans le module de sécurité 1 via l'unité d'adaptation 15. Cette programmation est par exemple implémentée dans une mémoire FPGA au sein du port de connexion 20.

Dès lors que le port de connexion 20 a été ainsi programmé, celui-ci est désormais en mesure de recevoir et d'interpréter les informations et messages reçus du système de détection 3, quelle que soit l'architecture numérique adoptée par le constructeur du véhicule. Le module de sécurité piéton 1, désormais rendu compatible avec le système de détection 3 du véhicule, peut désormais être activé (étape V).

Le système de détection 3 équipant le véhicule 10 peut être localisé en un emplacement unique au sein de ce véhicule ou bien distribué en plusieurs emplacements de ce véhicule. Il est dédié au traitement de signaux provenant d'un ensemble de capteurs équipant le véhicule 10, par exemple des capteurs de type ultrason, radar, lidar, et caméra dans le visible ou dans l'infrarouge. Ce traitement comprend notamment des opérations de fusion de données et de traitement de signaux et d'image visant à identifier un risque de collision avec un piéton dans son acception la plus large. Ce piéton pourra ainsi être débout, assis ou couché, mais aussi à l'arrêt ou mobile venant de la droite ou de la gauche. Il pourra porter un sac et aussi être associé à une bicyclette, une trottinette, un monocycle ou une planche à roulette ou à tout autre équipement de mobilité individuelle

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreuses autres configurations sont envisageables dans le cadre de la présente invention.