Titre de l’invention : Procédé et dispositif d’ouverture motorisée automatique d’un ouvrant arrière d’un véhicule automobile

Domaine technique

[1]La présente invention revendique la priorité de la demande française 2209755 déposée le 27 septembre 2022, dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

[2]La présente invention se rapporte à un procédé et un dispositif d’ouverture motorisée automatique d’un ouvrant arrière d’un véhicule automobile.

État de la technique

[3]Pour améliorer le confort des utilisateurs de véhicule automobile, il existe des dispositifs automatiques d’ouverture d’ouvrants motorisés, en particulier d’ouvrants arrière de type volets ou coffres. Ceci permet d’avoir des ouvertures d’ouvrants automatiques pilotées à distance (via la télécommande du véhicule, un téléphone intelligent, une montre connectée...). Cela a pour avantage d’ouvrir l’ouvrant sans le toucher et d’avoir un ouvrant en position ouverture au moment où l’on accède à la zone de chargement ou de déchargement du volet.

[4]Cette automatisation des ouvertures d’ouvrant améliore grandement l’utilisation des véhicules, mais elle entraine aussi des risques. En effet, le mouvement d’ouverture des ouvrants étant automatique, l’utilisateur a tendance à ne plus se soucier de l’environnement, et alors il peut y avoir des risques de collision de l’ouvrant avec un mur à l’arrière du véhicule ou avec un plafond de parking, par exemple.

[5]Pour protéger les ouvrants contre les chocs à l’ouverture, on dispose de systèmes de détection d’obstacle de type capteurs à ultrasons ou radar, intégrés dans l’ouvrant et pilotés avec le système de motorisation de l’ouvrant. [6]Le système le plus efficient et précis est basé sur une détection de l’environnement à l’aide d’un radar ce qui permet de détecter tous les obstacles potentiellement inclus dans le volume d’ouverture de l’ouvrant.

[7]Le fonctionnement d’un dispositif de protection réalisé par un radar est simple, il repose sur le principe d’une analyse de l’environnement d’ouverture de l’ouvrant par le radar de détection d’obstacles, et si un obstacle est détecté dans cet environnement, alors le mouvement d’ouverture automatique est arrêté à l’approche de l’obstacle détecté suivant une distance prédéterminée.

[8]Le volume de référence d’ouverture de l’ouvrant est prédéterminé en se basant sur une position de référence du véhicule automobile. Et le radar va rechercher un obstacle potentiel à l’intérieur de ce volume de référence.

[9]Le brevet FR 3 103511 décrit une telle solution.

[10]Le principal défaut des systèmes de détection d’obstacle réalisés à l’aide d’un radar concerne les cas de vie où l’assiette (ou position) du véhicule est différente de celle utilisée pour définir le volume de référence d’ouverture du volet et la distance d’arrêt du volet par rapport aux obstacles détectés dans le volume de référence. Par exemple, lorsque le véhicule est très peu chargé, ou, à l’inverse, très chargé, le volume réel d’ouverture du volet n’est pas positionné au même endroit que le volume de référence, car l’assiette, ou l’assisse, du véhicule va être modifiée par le chargement. De ce fait, la distance entre l’obstacle et le volume d’ouverture réel du volet peut être plus faible que celle obtenue par rapport au volume de référence, ce qui peut produire un choc du volet avec l’obstacle et donc rendre inutile le système de détection par radar.

[11]ll existe donc un réel besoin d’un procédé et d’un dispositif d’ouverture automatique d’un ouvrant qui prenne en compte les différentes modalités d’utilisation du véhicule pour garantir une ouverture sans choc.

Description de l’invention

[12]Pour résoudre un ou plusieurs des inconvénients cités précédemment, selon un premier mode de réalisation, un procédé d’ouverture motorisée automatique d’un ouvrant arrière d’un véhicule automobile comprend les étapes de : • détermination du volume d’ouverture de l’ouvrant ;

• détection d’un obstacle éventuel à l’intérieur du volume d’ouverture de l’ouvrant ;

• ouverture de l’ouvrant, complète si aucun obstacle n’a été détecté, ou incomplète jusqu’à une position de sécurité évitant le contact avec l’obstacle détecté sinon, et, en outre

• la détermination du volume d’ouverture est fonction de l’assiette du véhicule au moment de l’ouverture.

[13]Ainsi, la détection d’obstacle est fiabilisée.

[14]Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, utilisables seuls ou en combinaison sont :

• la détermination du volume d’ouverture utilise un volume d’ouverture de référence associé à une assiette de référence sur lequel est appliquée une transformation géométrique basée sur l’évolution de l’assiette entre l’assiette de référence et l’assiette du véhicule au moment de l’ouverture ;

• le volume d’ouverture se définit par un volume de débattement et une position du volume de débattement dans un référentiel lié au véhicule, et la transformation géométrique s’applique à la position ; et/ou

• révolution de l’assiette entre l’assiette de référence et l’assiette du véhicule au moment de l’ouverture étant définie par un axe de rotation et un angle dans le référentiel, la transformation géométrique correspond à une rotation de même angle autour de l’axe.

[15]Dans un deuxième mode de réalisation, un dispositif d’ouverture motorisée automatique d’un ouvrant arrière d’un véhicule automobile comprend :

• un détecteur d’obstacle adapté pour détecter un obstacle à l’intérieur du volume d’ouverture de l’ouvrant ;

• des moyens d’ouverture motorisés de l’ouvrant ; et

• un contrôleur d’ouverture connecté au détecteur d’obstacle et aux moyens d’ouverture et adapté pour envoyer un signal d’ouverture complète si aucun obstacle n’a été détecté par le détecteur d’obstacle, ou un signal d’ouverture incomplète jusqu’à une position de sécurité évitant le contact avec l’obstacle détecté sinon ;

• des moyens de détermination de l’assiette du véhicule connectés au contrôleur d’ouverture et au détecteur d’obstacle, le dispositif étant adapté pour déterminer le volume d’ouverture en fonction de l’assiette du véhicule au moment de l’ouverture.

[16]Dans un troisième mode de réalisation, un véhicule automobile comprend un dispositif selon le deuxième mode de réalisation.

[17]Dans un quatrième mode de réalisation, un programme d’ordinateur à installer dans un appareil de traitement vidéo, comprend des instructions pour mettre en œuvre les étapes d’un procédé tel que défini ci-dessus lors d’une exécution du programme par une unité de calcul dudit appareil.

Brève description des figures

[18]L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d’exemple, et en référence aux figures en annexe dans lesquelles : o [Fig 1] représente une vue de côté d’un véhicule comprenant un dispositif d’ouverture selon un mode de réalisation ; o [Fig 2] représente un ordinogramme d’un procédé d’ouverture selon un mode de réalisation ; o [Fig 3] représente le véhicule de la Fig 1 dans une configuration où son coffre est chargé d’objets ; et o [Fig 4] représente le véhicule de la Fig 1 dans une configuration où son coffre est allégé.

Modes de réalisation

[19]Les modes de réalisation présentés ci-après font référence à un véhicule automobile, une voiture. Cependant, l’homme du métier comprend que ceux-ci sont également utilisables avec d’autres types de véhicule tels que les camionnettes, les vans, etc.

[20]Les termes « avant », « arrière », « haut », « bas », « transverse » s’entendent par rapport au véhicule.

[21]L’assiette d’un véhicule correspond à sa garde au sol. [22]L’assiette de référence est alors souvent définie comme l’assiette du véhicule à vide en ordre de marche. Elle s’évalue par la position du plan « zéro », par rapport au sol plan « zéro dénivelé ».

[23]Le plan « zéro » est défini par les lignes « zéro » x et y du repère orthonormé x, y et z du véhicule dans lequel x est l’axe longitudinal passant par le centre du véhicule, y est l’axe transversal passant par l’axe de roues avant du véhicule et z est l’axe vertical passant par l’intersection des axes x et y.

[24]Lors de la conception, tout organe est positionné sur plans, par rapport à ces 3 axes. Le volume d’ouverture d’un ouvrant est donc également défini dans ce cadre.

[25]En référence à la Fig 1 , un véhicule automobile 1 comprend un ouvrant arrière 3 motorisé. Le mouvement d ’ou vertu re/fermeture de l’ouvrant 3 est réalisé par des moyens d’ouverture motorisés représentés par un vérin 5 commandés par un contrôleur d’ouverture 7 du véhicule 1 . Dans l’exemple de la Fig 1 , l’ouvrant arrière 3 est de type hayon.

[26]Le contrôleur d’ouverture 7 peut, par exemple, être intégré dans le système de contrôle du véhicule 1 , comme un système avancé d’aide à la conduite, communément appelé ADAS (pour « Advanced driverassistance systems » selon la terminologie anglaise) qui prend toutes les décisions de conduite en fonction de l’environnement et de la destination programmée. Le véhicule automobile est alors qualifié de véhicule automobile autonome. Mais il peut être également un système centralisé de gestion du véhicule comprenant, ou non, des aides à la conduite.

[27]Le transfert de données entre les différents éléments est réalisé par un bus de données de type CAN (pour «. Controller Area Network» en anglais, soit « réseau de zone de contrôleurs ») ou LIN (pour « Local Interconnect Network » en anglais, ou « Réseau interconnecté local » en français).

[28]Le contrôleur d’ouverture 7 est également connecté à une serrure 9 adaptée pour verrouiller ou déverrouiller l’ouvrant 3. La serrure 9 peut comprendre une gâchette (non représentée) permettant un déverrouillage manuel de l’ouvrant 3. [29]Le contrôleur d’ouverture 7 est connecté à un détecteur d’assiette 15 du véhicule. Le détecteur d’assiette 15 utilise, par exemple, les différents capteurs du système ADAS pour déterminer l’assiette du véhicule.

[30]Le contrôleur d’ouverture 7 est également connecté à un détecteur d’obstacle 11 constitué d’un radar avec son unité de contrôle électronique de pilotage. Le détecteur d’obstacle 11 permet d’arrêter le mouvement automatique de l’ouvrant 3 si un obstacle est présent dans la trajectoire d’ouverture. En général, la demande d’arrêt du mouvement automatique se fait pour des obstacles détectés à environ 10 cm de l’ouvrant, ce qui permet de prendre en compte les latences des commandes électroniques et l’inertie de l’ouvrant afin de toujours avoir un arrêt de l’ouvrant avant de toucher l’obstacle détecté.

[31]Pour pouvoir fonctionner et assurer son rôle d’anticollision, le détecteur d’obstacle 11 utilise :

• La position des obstacles détectés : cette position est obtenue en temps réel par les opérations de balayage de l’environnement par le radar ;

• Le volume d’ouverture, c’est-à-dire le volume occupé par l’ouvrant lors de son mouvement complet d’ouverture. Dans un mode de réalisation de l’art antérieur, le volume d’ouverture est le volume d’ouverture de référence de l’ouvrant : ce volume est défini classiquement en conception assistée par ordinateur (CAO) suivant une position nominale de référence du véhicule et est intégré dans le fichier de paramétrage du détecteur d’obstacle 11. Ce volume d’ouverture de référence utilisé classiquement est remplacé dans le mode de réalisation décrit par un volume d’ouverture dépendant de l’assiette du véhicule lors de l’ouverture dont le calcul va être précisé plus loin. Le volume d’ouverture est symbolisé par l’arc en pointillé référencé 13.

[32]Grâce à ces deux éléments, le détecteur d’obstacle 11 prend en compte la position de l’obstacle détecté par le radar et vérifie à quelle distance cet obstacle se situe par rapport au volume d’ouverture de l’ouvrant. [33]Si l’obstacle détecté est situé en dehors du volume d’ouverture de l’ouvrant, alors le mouvement d’ouverture se poursuit jusqu’à une ouverture complète.

[34]Si l’obstacle détecté est situé dans le volume d’ouverture de l’ouvrant, comme l’obstacle A de la Fig 1 , alors le détecteur d’obstacle 11 analyse la distance entre l’obstacle et l’ouvrant et lorsque cette distance atteint une valeur prédéterminée, de l’ordre de 10 cm, le détecteur d’obstacle 11 envoie une commande au contrôleur d’ouverture 7 pour lancer l’arrêt du mouvement d’ouverture de l’ouvrant, ce dernier s’arrêtant ainsi dans une position d’ouverture incomplète évitant le choc avec l’obstacle détecté.

[35]Le procédé d’ouverture motorisée automatique d’un ouvrant arrière d’un véhicule automobile peut ainsi être synthétisé, Fig 2, comme comprenant les étapes de :

• Détermination 21 de l’assiette du véhicule au moment de l’ouverture de l’ouvrant ;

• Détermination 23 du volume d’ouverture de l’ouvrant en fonction de l’assiette du véhicule au moment de l’ouverture ;

• Détection 25 d’un obstacle éventuel à l’intérieur du volume d’ouverture de l’ouvrant ;

• Ouverture 27 de l’ouvrant, complète si aucun obstacle n’a été détecté, ou incomplète jusqu’à une position de sécurité évitant le contact avec l’obstacle détecté sinon.

[36]L’utilisation d’un volume d’ouverture dépendant de l’assiette du véhicule permet ainsi de prendre en compte les cas où le véhicule est très chargé, par exemple, comme sur la Fig. 3 ou, à l’inverse, le véhicule ayant un arrière peu chargé, Fig 4. On constate que, dans ce dernier cas, l’obstacle A sort du volume d’ouverture.

[37]Dans la détermination du volume d’ouverture, deux éléments distincts sont pris en compte :

• Le volume d’ouverture lui-même, nommé ici volume de débattement, c’est-à-dire le volume balayé par l’ouvrant lors de son ouverture ; et

• la position du volume de débattement par rapport au référentiel du véhicule. [38]La caisse du véhicule étant un objet essentiellement rigide, le volume de débattement peut être considéré comme un invariant. Ainsi, dans le cas du hayon 3, on peut considérer que le volume de débattement est approximativement un cylindre dont la courbe directrice est le périmètre d’un secteur de disque formé par la rotation du hayon autour de son axe lors de son ouverture.

[39]Par contre la position par rapport au référentiel x, y, z va changer en fonction de l’assiette. Par exemple, dans l’exemple du véhicule chargé de la Fig 3, il y a un déplacement vers l’arrière et vers le bas de l’axe de rotation du hayon. De même, le volume de débattement de référence subit une rotation du même ordre que l’angle de changement d’assiette.

[40]En conséquence, le calcul du volume d’ouverture utilise un volume d’ouverture de référence associé à une assiette de référence sur lequel est appliqué une transformation géométrique basée sur l’évolution de l’assiette entre l’assiette de référence et l’assiette du véhicule au moment de l’ouverture.

[41]Cette transformation géométrique s’applique donc à la position.

[42]Plus précisément, en considérant que le véhicule 1 est à l’arrêt pendant la demande d’ouverture, sa variation d’assiette à ce moment-là par rapport à l’assiette de référence peut s’exprimer dans le référentiel du véhicule sous forme d’une rotation autour d’un axe sensiblement parallèle à l’axe y et d’un angle de rotation. Du fait de la rigidité de la caisse du véhicule, la transformation géométrique à appliquer à la position du volume de débattement est également une rotation du même angle et autour du même axe.

[43]La Fig 1 illustre un système selon certains modes de réalisation. Le découpage présenté a un but pédagogique pour mettre en avant les différentes fonctions. Cependant, on comprend que chaque bloc peut être implémenté en utilisant différents moyens ou leurs combinaisons, tels que des composants matériels, du logiciel, un ou plusieurs calculateurs et/ou des circuits électroniques. Chacun des composants peut inclure au moins un calculateur ou une unité de contrôle-commande. Au moins une mémoire peut être comprise dans chaque composant. La mémoire peut inclure des instructions de programme d’ordinateur ou du code logiciel. [44]Les calculateurs peuvent être réalisés par n’importe quel type de dispositif de traitement de données, tel qu’une unité centrale de calcul, un processeur de traitement de signal, un circuit intégré d’application spécifique, un réseau de portes programmable, etc. Les calculateurs peuvent être réalisés sous forme d’un unique contrôleur, ou d’une pluralité de contrôleurs ou de calculateurs.

[45]Les différents modules sont connectés entre eux par des liaisons de données adaptées à l’environnement. Celles-ci peuvent être de type filaire ou sans-fil.

[46]Pour le logiciel, l’implémentation peut comprendre des modules ou unités répartis sous forme de procédures, fonctions, etc. Les mémoires peuvent être n’importe quel type de circuit de stockage. Elles peuvent faire partie du circuit du processeur, ou en être séparées et connectées via des liaisons électriques de donnée. Cela peut être des mémoires de type non volatiles, des disques durs, des mémoires vives, des mémoires flash, etc.

[47]De plus, les instructions de programme stockées dans la mémoire et traitées par les calculateurs peuvent être n’importe quel type de code de programme, par exemple, un programme compilé ou interprété écrit dans un langage de programmation adapté.

[48]Les instructions de programme d’ordinateur stockées dans la mémoire sont telles que, quand elles sont exécutées par le calculateur, ce dernier réalise une ou plusieurs des étapes des procédés décrits ci-dessus.

[49]L’invention a été illustrée et décrite en détail dans les dessins et la description précédente. Celle-ci doit être considérée comme illustrative et donner à titre d’exemple et non comme limitant l’invention a cette seule description. De nombreuses variantes de réalisation sont possibles.

[50]En particulier, les moyens d’ouverture peuvent comprendre 2 vérins motorisés pour assurer l’ouverture de l’ouvrant.

[51]Le dispositif d’ouverture peut également comprendre un élément d’ouverture à distance tel qu’une télécommande du véhicule, un téléphone portable, une montre connectée, etc. Des antennes de reconnaissance du système d’ouverture à distance sont alors situées sur le véhicule et permettent d’identifier la distance à laquelle se trouve la commande d’ouverture à distance afin de n’autoriser une ouverture qu’à une distance limitée du véhicule pour éviter ainsi les risques de vol et de malveillance (et éviter ainsi une ouverture alors que l’utilisateur est très loin du véhicule). Elles permettent également d’envoyer les informations reçues sur le réseau de bord du véhicule. [52]Le contrôleur d’ouverture peut être un Boitier électronique de Commande de Motorisation (BCM) permettant d’analyser les informations circulant sur le réseau de bord CAN ou LIN et de faire transiter ces informations entre les éléments (serrure, vérins, radar de détection d’obstacle, système d’ouverture à distance). Ce boitier permet à l’aide d’un système électronique de type PWM (« pulse width modulation » en anglais, pour modulation par largeur d’impulsion) de gérer l’alimentation électrique des vérins motorisés pour en assurer alors le pilotage et la mise en marche ou l’arrêt.