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Système pour la limitation adaptive de la vitesse maximale des véhicules et pour la signalisation routière
DESCRIPTION L'invention appartient au domaine automatique-électronique. Elle a pour
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but la limitation de la vitesse maximale des véhicules et cela en fonction de la vitesse maximale admise pour un certaine segment de route, en fonction des conditions de l'environnement et des caractéristiques du véhicule
A l'heure actuelle, la vitesse maximale de circulation est indiquée implicitement ou explicitement Dans la catégorie d'indicateurs implicites, on peut mentionner la limitation générale de la vitesse sur autoroute (pour la Belgique 120 km/h) et dans les agglomérations (pour la Belgique 50 km/h)
Par indication explicite on comprend la limitation de vitesse indiquée sur les panneaux de circulation D'autres signaux routiers indiquant,
par exemple, virage dangereux ou la présence des écoliers ont comme résultat indirect la réduction de la vitesse
Tous ces signaux routiers n'arrivent pas, malheureusement à fournir toutes les informations nécessaires sur la vitesse optimale de roulage, laissant ainsi a l'appreciation de chaque conducteur la vitesse de roulage
Même les conducteurs les plus experimentes peuvent être surpris par un segment verglace d'une route ou par les nouvelles caractéristiques d'un nouveau véhicule
La vitesse non adaptée est, incontestablement la cause principale des accidents (de 35 a 40 %) Viennent ensuite)
a perte du contrôle de la direction et le dérapage qui sont souvent ! a suite d'une vitesse non adaptee aux circonstances de circulation La route génère chaque année des dizaines de milliers d'accidents, de
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morts, de blessés et de dégâts matériels. (pour la Belgique 1990, 17434 blessés graves et 1978 tués)
En vue d'une forte diminution de ces problèmes, plusieurs méthodes ont été proposées.
Les constructeurs d'automobiles font leurs possible pour protéger les passagers du véhicule. airbag, renforcement latéral, châssis déformable et habitacle renforcé
Une autre modalité de réduire les accidents sur les routes est représentée par les efforts des autorités pour rendre conscients les conducteurs du fait qu'ils sont responsable du bon déroulement du trafic et ses effets Dans le cadre de cette modalité, on pourrait citer la réduction énergique du taux d'alcoolémie Tous ces effets ne peuvent pas compenser le manque d'expérience, les actes de bravades, le manque d'attention et les dangers inattendus
Autre modalité abordée dans la lutte contre des accidents est constituée par l'information supplémentaire du conducteur Cette information se fait par l'intermédiaire de la radio ou des appareils de bord.
Le brevet E P 290670 propose la division de l'entièreté du réseau de trafic en différentes zones assurant ainsi l'information des conducteurs avec des données spécifiques pour chaque zone
Par l'appareil proposé par le brevet E P 299386, le conducteur est informé qu'il dépasse la vitesse légale admise pour le secteur respectif et donne aussi des informations, par exemple, sur l'existence d'une route verglacée
Le système proposé par Porsche est monté intégralement sur le véhicule et il fonctionne par multicapteurs (l'ABS, +antipatinage, d'accélération transversale et un capteur de température extérieure) La vitesse affichée est déterminée par rapport a l'etat de la route,
au suivi de la route et aux données spécifiques du vehicle Comme inconvénient principal on peut citer le fait que le système ne peut pas anticiper l'etat de la route Un segment de la route verglacée est détecte seulement quand le véhicule se trouve sur place De ce fait, la vitesse avec laquelle il roule au commencement de ce segment est non adaptee aux nouvelles conditions
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Agissant dans la direction de l'information supplémentaire on pourrait obtenir peut-être, une amélioration dans la façon de rouler des conducteurs, mais le point faible est constitué par le fait qu'on laisse la décision de la vitesse de roulage aux conducteurs Le danger n'est pas écarté, il se pourrait que les conducteurs n'arrivent pas a prendre la juste décision ou ils refusent de tenir compte des informations reçues.
Etant donné la quantité importante d'informations recueillies, il est bien possible que des panneaux d'avertissement ou d'indication soient"perdus"En plus, pendant des conditions météo défavorables, on peut éprouver des difficultés à reconnaître les inscriptions sur les panneaux de signalisation
Une autre direction d'action en vue de l'amélioration du roulage est l'essai de la limitation automatique de la vitesse. Dans certaines zones ont été construites des routes avec des ralentisseurs de trafic afin de forcer les conducteurs de réduire la vitesse.
A part le coût plus élevé de la construction de ces routes, il y a l'usure supplémentaire des véhicules et plus grave encore, cette méthode empêche les voitures de police, ambulance et pompiers de se déplacer rapidement dans ces zones
Le limiteur de vitesse proposé jusqu'à présent et fixé sur certains véhicules (en Belgique sur les camions), a l'inconvénient de ne pouvoir rendre adéquate la vitesse d'une véhicule en cas de verglas, brouillard, à l'approche d'une zone piétonnière ou au voisinage des écoles De plus,
il ne peut pas s'adapter aux pays ou il y a une autre réglementation de la vitesse Un appareil fixé pour limiter la vitesse d'un véhicule en Belgique empêche le véhicule de rouler plus rapidement en Allemagne
Ce brevet propose un limiteur de vitesse adaptatif qui éliminerait tous les aspects négatifs mentionnés
Le système de contrôle est constitué par deux appareils distincts un appareil qui fournit les commandes et un appareil fixe sur le véhicule (voir fig 1)
L'appareil de commande peut être fixe, situe à l'exterieur'du carrossable, ou sur des véhicules autorises à imposer la limitation de itesse aux autres véhicules
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Exemple :
Quand les voitures de police, pompiers ou ambulances passent, elle peuvent, automatiquement, limiter à la vitesse voulue la vitesse maximale de tous les autres véhicules, et cela sur la distance désirée
L'appareil de commande
L'appareil de commande émet (par ondes radio, ultrason, etc,) un signal Ce signal est réceptionné par l'appareil situé sur le véhicule et l'information est codée sous la forme d'un numéro Pour l'exemple qui suit, binaire sur 24 bits Ce numéro se divise sur plusieurs zones, chaques zone contenant une information différente (voir dessin 1)
La zone A.
indique la vitesse maximale admise sur le secteur respectif au respectif moment Pour notre exemple, on peut attribuer 4 bits La valeur maximale sur quatre bits est 16 Donc, si on attribue à chaque unité 10 km/h, on peut représenter des vitesses jusqu'à 160 km/h
La zone B représente la zone qui s'adresse à chaque classe de véhicules ( dans notre exemple 8 bits) Tous les véhicules qui circulent sur les routes publiques seront groupés en plusieurs classes en fonction de donnees specifiques techniques du chaque véhicule (dans notre exemple 9 classes) A présent les signaux routiers
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séparent, au plus, 5 classes les motocyclettes, les voitures, les camionnettes, les bus et les camions
L'appareil permet aussi bien la separation actuelle (en 5 classes)
qu'une autre, plus selective
Exemple
On peut accorder la classe 0 aux oitures tres performantes, la classe 1 aux voitures avec des performances moyennes, la classe'auxs X oitures avec de
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performances modestes, et tout cela jusqu'à la classe 8, classe des certains poids- lourdes.
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Les voitures de la classe la plus performante (0), peuvent se déplacer à la vitesse maximale admise, vitesse communiquée par la zone A. Les véhicules de la classe suivante (1), pourraient se déplacer soit à la vitesse de la classe 0 si le bit correspondant à la zone correspondante est égal à 0 soit à une vitesse inférieure de 10 km/h si le bit est égal à 1 Donc, la règle est : les véhicules de chaque classe peuvent se déplacer soit à la vitesse maximale admise pour la classe immédiatement supérieure si le bit correspondant dans la zone B est 0, soit à une vitesse réduit de 10 km/h dans le cas où le bit correspondant est 1 La différence maximale possible entre les classes 0 et 8 est de 90 km/h.
Par conséquent, si pour la classe 0 on admet une vitesse maximale de 130 km/h pour la classe 8 la vitesse pourrait être 40 km/h
Cette méthode encadre l'application de toutes les variantes actuelles de limitation de vitesse, permettant l'ouverture vers des variantes de limitation de vitesse correspondantes plus fortement aux données spécifiques des véhicules
La variante proposée n'est pas la seule On pourrait choisir autant de classes qu'on considère opportunes et la différence de vitesse entre deux classes successives peut être variable
La zone C contient des informations spéciales qui s'affichent aux conducteurs, sur le tableau de bord, en même temps que la vitesse maximale admise Les informations de la zone C peuvent être de trois types (12 bits) 1 Informations locales, générées par l'appareil, par exemple verglas,
brouillard 2 Informations fixes locales tous les signaux routières 3 Informations variables des informations introduites dans un registre par les responsables de trafic et ont comme rôle l'information du conducteur pour une periode de temps limitée, par exemple travaux sur la route, embouteillages
L'appareil de commande est prevu avec plusieurs capteurs, a chaque capteur est attribue un certain nom re d'adresses
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1) Le capteur de température : il a comme rôle la détection du passage de la température au-dessous de 0 dégréés. On peut attribuer, par exemple, une seule ligne d'adresse.
2) Le capteur de brouillard ou fumée. il a comme rôle la mesure de la propagation de la lumière. On pourrait avoir comme point de départ de sa conception l'atténuation d'un faisceau lumineux ou par l'effet Tyndall On peut accorder, par exemple, deux lignes d'adresse, donc on pourrait avoir quatre vitesses maximales différentes pour quatre niveau d'épaisseur du brouillard
3) Le capteur hygrométrique : Il a comme rôle la mesure de la quantité d'eau, il peut approximer le niveau de la couche d'eau trouvée sur la route en estimant ainsi les risques d'aquaplaning En attribuant à ce capteur 3 bits d'adresse, on peut séparer 8 niveaux différents de la couche d'eau. Par la corrélation du capteur hygrométrique à celui de la température, on peut détecter la présence du verglas.
4) Le capteur de luminosité : il mesure le dégrée d'éclairage de la route C'est pourquoi on peut utiliser un phototransistor ou photodiode ; En lui attribuant 3 bits d'adresses on peut sélectionner 8 niveaux d'éclairage différentes
6) Le capteur de vent latéral, utilisé pour les zones réellement exposées Par l'utilisation simultanée des ces capteurs on peut séparer un nombre impressionnant des conditions météorologiques différentes (256 pour la variante proposée)
7) Le capteur feu rouge.
Il détecte les moments pour lesquels le passage est accordé aux piétons et il a pour rôle de limiter fortement la vitesse des véhicules qui s'approchent de ce passage
8) Les switches de position Ils ont été utilisés afin d'accorder aux appareils une grande souplesse d'utilisation Les appareils de commande sont parfaitement interchangeables Les switches de position ont été introduites pour sélectionner la commande destinée en fonction de la route sur laquelle est installé l'appareil
9) Les swiches mobiles proviennent du registre qui enregistre les messages du contrôleur de trafic Une partie du message du contrôleur de trafic s'affiche au conducteur par l'appareil du tableau e bord et l'autre partie du message actionne sur
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les adresses de la mémoire pour modifier la vitesse maximale admise,
en fonction des nécessités momentanées du trafic L'enregistrement de ce message, peut se réaliser par exemple, par une autre fréquence que celle émise par l'appareil de commande
Cette commande d'enregistrement peut être émise à partir d'un véhicule en déplacement
Les appareils de commande peuvent être disposés à distances convenables sur les autoroutes, la distance d'action étant en fonction de la nécessitée de modification de la vitesse maximale
L'appareil mobile (voir dessin 1)
Il se fixe au véhicule et a comme rôle la limitation de la vitesse du véhicule en fonction du code émis par l'appareil de commande, d'afficher cette vitesse au conducteur ainsi que l'affichage d'autres informations nécessaires au conducteur
La limitation de la vitesse du véhicule se fait indépendamment de l'action du conducteur,
étant pratiquement impossible de dépasser cette vitesse
Comme nous avons présenté précédemment, l'information de la zone A représente la vitesse maximale sur la partie de route respective et dans les conditions respectives Cette vitesse étant valable seulement pour les véhicules de la classe 0, véhicules appartenant aux autres classes doivent diminuer leur vitesse jusqu'à la vitesse maximale admise correspondante à leur classe
Cela se fait comme suit l'appareil qui se fixe aux véhicules est, universel Dans l'UAL,
on sélectionne la classe correspondante au véhicule sur lequel on a installé l'appareil
L'UAL masque les bits correspondants aux classes inférieures au véhicule contenant l'appareil L'UAL fait la somme des tous les bits de la région non masquée et soustrait cette somme de l'information qui contient la nitesse maximale admise
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Exemple zone A= 1010= 10 = > la vitesse maximale absolue pour les véhicules de la décimal classe 0=t 00km/h zoneB=tOI ! OtOt
Notre véhicule appartient à la classe 5. La zone B masquée par la classe 5 est : 10110***.
La somme de la zone non-masquée=3 donc la vitesse maximale admise par la classe 5 est (10-3) x Okm/h = 70km/h
Cette vitesse maximale admise est comparée à la vitesse instantanée du véhicule Si la vitesse maximale admise est inférieure à celle instantanée le limiteur entrera en action
Un modèle de limiteur est présenté dans la figure 1
Par la comparaison des signaux Vmax et Vn, on obtient un signal
Une variante simple du limiteur est constituée par un régulateur tripositionnel qui actionne sur un moteur (voir figure 1)
Au lieu d'être connecté directement au moteur, le câble de la pédale d'accélération est connectée au limiteur. Celui-ci est formé par une tige (1) qui peut exécuter un mouvement de rotation limité autour du point fixe (2).
Cette tige se trouve à l'intérieur d'un écrou sur lequel glisse un chariot (3)
Le déplacement du chariot se fait à l'aide d'un moteur commandé par un régulateur Le moteur commande le déplacement dans les deux sens de la tige
En conditions de non limitation de la vitesse, la distance L 1 = L 2, donc l'accelération fournie par la pédale atteint 100% En condition de limitation de la vitesse, le moteur commandé par le régulateur diminue la distance L 2 de telle façon qu'à une commande fournie par la pédale d'accélération, le limiteur transmet au moteur une commande inférieure à la commande initiale
La limitation maximale se fait pour L 2=0,
moment où le moteur fonctionne au ralenti indépendamment de la volonté du conducteur
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Pour une forme perfectionnée de l'appareil le régulateur tripositionnel peut être remplacé par un P I. D commandé par un CAN Ce système est caractérise par un meilleur comportement dynamique mais on occurrence, nous avons une complexité et un coût élevé.
Un afficheur situé sur le tableau de bord peut informé le conducteur sur la vitesse maximale admise, sur les raisons de la limitation de la vitesse et sur d'autres informations nécessaires au trafic. Tous les signaux routiers rencontrés sur la route peuvent être affichés aussi par un appareil situé sur le tableau de bord du véhicule.
Cet affichage peut-être réalisé soit à l'aide d'une matrice constituée par des LED-s bicoleurs (on peut remarquer que la plus part des signaux routiers utilisent seulement les couleurs rouge, bleu, noir et blanc) soit à l'aide des afficheurs couleurs à cristaux liquides
Un signal sonore peut avertir le conducteur qu'un signal routier a été repéré et affiché.
Un signal sonore intermittent peut aussi être utilisé en tant que sirène locale, étant déclenché par les voitures de police, pompiers, etc
Fiabilité : La défaillance d'un ou plusieurs appareils ne peut présenter aucun danger Si la défaillance concerne la cession total de la transmission les véhicules circuleront sans avoir une vitesse automatiquement limitée Si la défaillance détermine l'émission d'un code erroné, le cas le plus défavorable serait la limitation injustifiée de la vitesse sur le segment respectif
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Les avantages de l'invention Les avantau
1) Le système limite la vitesse des véhicules à une vitesse maximale admise pour la respective partie de la route et dans les respectives conditions de trafic et cela indépendamment de la volonté du conducteur
2)
Le système permet un traitement différent pour plusieurs classe des véhicules (exemple 9 classes) Le système permet le maintient du système actuel de division ainsi qu ne division plus fine en classes, tenant compte des cara (éristiques
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techniques du chaque véhicule. Il assure ainsi une fluidité optimale du trafic en conditions de limitation automatique de la vitesse maximale.
3) La limitation de la vitesse est adaptative, en fonction des conditions du trafic (l'état de la route, conditions météorologiques) Sur la même partie de route on peut avoir plusieurs limitations de vitesse, la modification de cette vitesse se fait automatiquement, en vue d'accroître la sécurité
4) On peut obtenir, sur la même partie de route, n'importe quelle distribution de vitesse maximale, pour chaque condition du trafic
Exemple. En temps sec, on peut limiter la vitesse des voitures, des camionnettes et des camions à 100km/h. En conditions de pluie, les voitures à 90 km/h, les camionnettes et les camions à 80km/h. En cas de pluie abondante, les voitures et les camionnettes à 80km/h, les camions à 60km/h. En conditions de verglas, les voitures à 50km/h, les camionnettes à 40km/h et les camions à 30km/h.
5) Le système ne limite et ne dérange en rien le déplacement des véhicules "urgentes" : police, ambulances, pompiers.
6) L'appareil de commande peut être fixé aux véhicules"urgentes"De l'intérieur de ces véhicules on peut modifier la vitesse des autres véhicules qui se déplacent sur la route, afin d'assurer un déplacement le plus rapide possible en cas d'urgence
7) Les appareils de commande sont identiques, les appareil de limitation sont identiques, ils peuvent se fixer à n'importe quel type de véhicule
8) Le limiteur de vitesse entre en fonction seulement au dépassement de la vitesse admise Dans les autres cas le conducteur béneficie de toutes les performances du véhicule
9) Le limiteur est perçu comme une commande de supervision à la décision
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du conducteur, la limitation se faisant par l'action sur le càble d'accélération, n'affectant en rien le bon fonctionnement du véhicule ] 0)
L'utilisation des capteurs est optionnelle, la structure interne de l'appareil restant la même
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I I) La limitation de vitesse étant adaptative, le système peut s'appliquer dans n'importe quel pays, en n'importe quelles conditions de trafic, en n'importe quelle variante de la distribution de vitesse maximale établie par les autorités de la circulation 12) En ce qui concerne les véhicules qui parcourent plusieurs pays avec des législations différentes dans la matière (Allemagne non limitation, Belgique 120km/h) notre appareil leur permet de s'adapter automatiquement aux lois du pays traversé sans aucune modification de l'appareil 13)
Le système d'informations indique en permanence au conducteur la vitesse maximale de circulation ainsi que tous les signaux routiers rencontrés Ils peuvent être sélectionnés et affichés les signaux routiers se référant seulement à la catégorie du véhicule qu'on conduit
11 disparaît ainsi le risque de la non observation d'un signal routier, restant affiché en permanence (ou alternativement si pour le même segment on a plusieurs signaux), est éliminé totalement la possibilité"d'oublier"la présence du signal routier dépassé
14) Les voitures de police, pompiers, ambulances, peuvent ainsi déclencher des alarmes locales à l'intérieur du chaque véhicule, éliminant donc la puissante alarme sonore qui dérange trop souvent et sans intérêt direct les habitants et les passants
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System for adaptive limitation of maximum vehicle speed and for road signs
DESCRIPTION The invention belongs to the automatic-electronic field. She has for
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aim the limitation of the maximum speed of the vehicles and this according to the maximum speed allowed for a certain road segment, according to the environmental conditions and the characteristics of the vehicle
At present, the maximum traffic speed is indicated implicitly or explicitly. In the category of implicit indicators, we can mention the general speed limit on motorways (for Belgium 120 km / h) and in built-up areas (for Belgium 50 km / h)
By explicit indication we understand the speed limit indicated on traffic signs Other road signs indicating,
for example, dangerous bends or the presence of schoolchildren indirectly reduce speed
Unfortunately, all these road signals fail to provide all the necessary information on the optimal driving speed, thus leaving the driving speed to the discretion of each driver.
Even the most experienced driver can be surprised by an icy segment of a road or by the new characteristics of a new vehicle
Unsuitable speed is undoubtedly the main cause of accidents (35 to 40%) Come next)
has loss of steering control and slippage which are often! following a speed not adapted to the traffic circumstances The road generates tens of thousands of accidents every year,
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dead, injured and property damage. (for Belgium 1990, 17,434 seriously injured and 1,978 killed)
With a view to greatly reducing these problems, several methods have been proposed.
Automobile manufacturers are doing their best to protect the passengers in the vehicle. airbag, side reinforcement, deformable chassis and reinforced passenger compartment
Another modality of reducing road accidents is represented by the efforts of the authorities to make drivers aware of the fact that they are responsible for the smooth running of traffic and its effects. Within this modality, one could cite the energetic reduction All these effects cannot compensate for lack of experience, acts of bravado, lack of attention and unexpected dangers
Another modality approached in the fight against accidents is constituted by the additional information of the driver This information is done via the radio or on-board devices.
Patent E P 290670 proposes the division of the entire traffic network into different zones, thus ensuring information for drivers with specific data for each zone.
By the device proposed by patent E P 299386, the driver is informed that he exceeds the legal speed allowed for the respective sector and also gives information, for example, on the existence of an icy road
The system proposed by Porsche is fully mounted on the vehicle and it operates by multisensors (ABS, + traction control, transverse acceleration and an outside temperature sensor) The speed displayed is determined relative to the road condition,
Tracking and specific vehicle data As a main drawback, we can cite the fact that the system cannot anticipate the road condition. A segment of the frozen road is only detected when the vehicle is on the spot. fact, the speed with which it rolls at the beginning of this segment is not adapted to the new conditions
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Acting in the direction of the additional information one could obtain perhaps, an improvement in the way of driving of the drivers, but the weak point is constituted by the fact that one leaves the decision of the driving speed to the drivers The danger is not ruled out, drivers may fail to make the right decision or refuse to heed the information received.
Given the large amount of information collected, it is quite possible that warning or indication signs are "lost" In addition, during adverse weather conditions, it may be difficult to recognize the inscriptions on the signs. signage
Another direction of action with a view to improving driving is the test of automatic speed limitation. In some areas roads have been built with traffic retarders to force drivers to reduce speed.
Apart from the higher cost of building these roads, there is additional wear and tear on vehicles and more seriously, this method prevents police cars, ambulances and firefighters from moving quickly in these areas.
The speed limiter proposed until now and fixed on certain vehicles (in Belgium on trucks), has the disadvantage of not being able to make adequate the speed of a vehicle in the event of ice, fog, when approaching a pedestrian zone or in the vicinity of schools In addition,
it cannot be adapted to countries where there is other speed regulation A device fixed to limit the speed of a vehicle in Belgium prevents the vehicle from driving faster in Germany
This patent proposes an adaptive speed limiter which would eliminate all the negative aspects mentioned.
The control system consists of two separate devices, one that provides the controls and one that is fixed to the vehicle (see fig 1)
The control device can be fixed, located outside the vehicle, or on vehicles authorized to impose the speed limitation on other vehicles
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Example:
When police, fire or ambulance cars pass, they can automatically limit the maximum speed of all other vehicles to the desired speed, and this over the desired distance
The control unit
The control device emits (by radio waves, ultrasound, etc.) a signal This signal is received by the device located on the vehicle and the information is coded in the form of a number. For the following example, binary on 24 bits This number is divided into several zones, each zone containing different information (see drawing 1)
Zone A.
indicates the maximum speed allowed on the respective sector at the respective time For our example, we can assign 4 bits The maximum value on four bits is 16 So, if we assign to each unit 10 km / h, we can represent speeds up to 160 km / h
Zone B represents the zone which is addressed to each class of vehicles (in our 8-bit example) All the vehicles which circulate on public roads will be grouped into several classes according to specific technical data of each vehicle (in our example 9 classes) Now road signs
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separate, at most, 5 classes motorcycles, cars, vans, buses and trucks
The device also allows the current separation (in 5 classes)
than another, more selective
Example
Class 0 can be awarded to very efficient roofing, class 1 to cars with average performance, class'auxs Xiture with
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modest performances, and all this up to class 8, class of certain heavy goods vehicles.
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The cars of the most efficient class (0), can move at the maximum allowed speed, speed communicated by the zone A. The vehicles of the next class (1), could move either at the speed of class 0 if the bit corresponding to the corresponding zone is equal to 0 or at a speed lower than 10 km / h if the bit is equal to 1 So, the rule is: vehicles of each class can move either at the maximum speed allowed for the immediately higher class if the corresponding bit in zone B is 0, ie at a reduced speed of 10 km / h in the case where the corresponding bit is 1 The maximum possible difference between classes 0 and 8 is 90 km / h.
Therefore, if for class 0 we admit a maximum speed of 130 km / h for class 8 the speed could be 40 km / h
This method governs the application of all current speed limit variants, allowing the opening towards speed limit variants corresponding more strongly to specific vehicle data.
The proposed variant is not the only one We could choose as many classes as we consider appropriate and the speed difference between two successive classes can be variable
Zone C contains special information which is displayed to drivers on the dashboard at the same time as the maximum speed allowed. The information in zone C can be of three types (12 bits) 1 Local information, generated by the device, for example ice,
fog 2 Local fixed information all road signs 3 Variable information from the information entered into a register by the traffic managers and whose role is to inform the driver for a limited period of time, for example road works, traffic jams
The control unit is provided with several sensors, each sensor is assigned a certain name of addresses
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1) The temperature sensor: its role is the detection of the passage of the temperature below 0 degrees. You can assign, for example, a single address line.
2) The fog or smoke sensor. its role is to measure the propagation of light. We could have as a starting point of its design the attenuation of a light beam or by the Tyndall effect We can grant, for example, two address lines, so we could have four different maximum speeds for four levels of thickness of fog
3) The hygrometric sensor: Its role is to measure the amount of water, it can approximate the level of the layer of water found on the road, thus estimating the risks of aquaplaning By assigning this sensor 3 bits d 'address, we can separate 8 different levels of the water layer. By correlating the humidity sensor with that of the temperature, we can detect the presence of ice.
4) The light sensor: it measures the degree of lighting of the road. This is why we can use a phototransistor or photodiode; By assigning 3 address bits you can select 8 different lighting levels
6) The side wind sensor, used for the areas actually exposed By the simultaneous use of these sensors we can separate an impressive number of different weather conditions (256 for the proposed variant)
7) The red light sensor.
It detects the moments for which passage is granted to pedestrians and its role is to greatly limit the speed of vehicles approaching this passage
8) Position switches They have been used to give the devices great flexibility of use The control devices are perfectly interchangeable The position switches have been introduced to select the command intended according to the route on which is installed the device
9) The mobile swiches come from the register which records the messages of the traffic controller. A part of the message of the traffic controller is displayed to the driver by the instrument panel and the other part of the message activates on
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the addresses of the memory to modify the maximum speed allowed,
depending on the momentary traffic requirements The recording of this message can be carried out, for example, by a frequency other than that emitted by the control unit
This recording command can be issued from a moving vehicle
The control devices can be placed at suitable distances on motorways, the working distance being according to the need to change the maximum speed
The mobile device (see drawing 1)
It attaches to the vehicle and has the role of limiting the vehicle speed according to the code issued by the control unit, to display this speed to the driver as well as the display of other information necessary for the driver
The vehicle speed is limited independently of the driver's action,
being practically impossible to exceed this speed
As previously presented, the information in zone A represents the maximum speed on the respective part of the road and under the respective conditions. This speed being valid only for vehicles of class 0, vehicles belonging to other classes must decrease their speed. up to the maximum permitted speed corresponding to their class
This is done as follows the device that attaches to vehicles is, universal In the UAL,
we select the class corresponding to the vehicle on which we installed the device
The UAL masks the bits corresponding to the classes below the vehicle containing the device. The UAL sums all the bits in the unmasked region and subtracts this sum from the information which contains the maximum speed allowed.
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Example zone A = 1010 = 10 => the absolute maximum speed for vehicles of the decimal class 0 = t 00km / h zoneB = tOI! OtOt
Our vehicle belongs to class 5. Zone B masked by class 5 is: 10110 ***.
The sum of the non-masked area = 3 so the maximum speed allowed by class 5 is (10-3) x Okm / h = 70km / h
This maximum allowed speed is compared to the instantaneous speed of the vehicle. If the maximum allowed speed is lower than the instantaneous speed, the limiter will take action.
A limiter model is presented in Figure 1
By comparing the signals Vmax and Vn, we obtain a signal
A simple variant of the limiter consists of a three-position regulator which operates on a motor (see Figure 1)
Instead of being connected directly to the engine, the cable from the accelerator pedal is connected to the limiter. This is formed by a rod (1) which can execute a limited rotational movement around the fixed point (2).
This rod is inside a nut on which a carriage slides (3)
The carriage is moved using a motor controlled by a regulator The motor controls the movement in both directions of the rod
In conditions of no speed limitation, the distance L 1 = L 2, therefore the acceleration provided by the pedal reaches 100% In conditions of speed limitation, the motor controlled by the governor decreases the distance L 2 in such a way that at a command provided by the accelerator pedal, the limiter transmits to the engine a command less than the initial command
The maximum limitation is done for L 2 = 0,
when the engine is idling regardless of the driver's wishes
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For an improved form of the device the three-position regulator can be replaced by a P I. D controlled by a CAN This system is characterized by better dynamic behavior but on occurrence, we have a complexity and a high cost.
A display located on the dashboard can inform the driver about the maximum speed allowed, the reasons for the speed limitation and other information necessary for traffic. All road signals encountered on the road can also be displayed by a device located on the dashboard of the vehicle.
This display can be achieved either using a matrix consisting of two-color LED-s (we can notice that most of the road signs use only the colors red, blue, black and white) or using color liquid crystal displays
An audible signal can alert the driver that a traffic signal has been located and displayed.
An intermittent audible signal can also be used as a local siren, being triggered by police cars, firefighters, etc.
Reliability: The failure of one or more devices cannot present any danger If the failure concerns the total transfer of the transmission the vehicles will circulate without having an automatically limited speed If the failure determines the emission of an erroneous code, the case more unfavorable would be the unjustified speed limit on the respective segment
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The advantages of the invention The avantau
1) The system limits the speed of the vehicles to a maximum speed allowed for the respective part of the road and under the respective traffic conditions, regardless of the driver's wishes.
2)
The system allows a different treatment for several classes of vehicles (example 9 classes) The system allows the maintenance of the current system of division as well as a finer division into classes, taking into account the cara (eristics
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techniques of each vehicle. It thus ensures optimal traffic flow under conditions of automatic limitation of maximum speed.
3) The speed limit is adaptive, depending on traffic conditions (road condition, weather conditions) On the same part of the road there can be several speed limits, the modification of this speed is done automatically, to increase security
4) We can obtain, on the same part of the road, any maximum speed distribution, for each traffic condition
Example. In dry weather, the speed of cars, vans and trucks can be limited to 100 km / h. In rainy conditions, cars at 90 km / h, vans and trucks at 80 km / h. In case of heavy rain, cars and vans at 80km / h, trucks at 60km / h. In icy conditions, cars at 50km / h, vans at 40km / h and trucks at 30km / h.
5) The system does not limit or disturb the movement of "urgent" vehicles: police, ambulances, firefighters.
6) The control unit can be attached to "emergency" vehicles. From the interior of these vehicles, the speed of other vehicles moving on the road can be changed, in order to ensure the fastest possible movement in the event of 'emergency
7) The control devices are identical, the limitation devices are identical, they can be attached to any type of vehicle
8) The speed limiter only comes into operation when the speed limit is exceeded. In other cases, the driver benefits from all the performance of the vehicle.
9) The limiter is perceived as a decision-making supervision command
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of the driver, the limitation being by action on the acceleration cable, in no way affecting the proper functioning of the vehicle] 0)
The use of the sensors is optional, the internal structure of the device remaining the same
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II) The speed limit being adaptive, the system can be applied in any country, in any traffic conditions, in any variant of the maximum speed distribution established by the traffic authorities 12) With regard to vehicles which cross several countries with different legislations in the matter (Germany not limitation, Belgium 120km / h) our device allows them to adapt automatically to the laws of the crossed country without any modification of the device 13)
The information system permanently indicates to the driver the maximum speed of circulation as well as all the road signals encountered They can be selected and displayed the road signals referring only to the category of the vehicle being driven
11 thus disappears the risk of not observing a road signal, remaining permanently displayed (or alternatively if for the same segment there are several signals), is completely eliminated the possibility "to forget" the presence of the road signal exceeded
14) Police cars, firefighters, ambulances, can thus trigger local alarms inside each vehicle, thus eliminating the powerful audible alarm which disturbs too often and without direct interest the inhabitants and passers-by