EP4103780A1 - Mode de circulation routière hautement automatisée - Google Patents

Mode de circulation routière hautement automatisée

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Publication number
EP4103780A1
EP4103780A1 EP21713465.9A EP21713465A EP4103780A1 EP 4103780 A1 EP4103780 A1 EP 4103780A1 EP 21713465 A EP21713465 A EP 21713465A EP 4103780 A1 EP4103780 A1 EP 4103780A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
lateral
rail
wheels
side wheels
Prior art date
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Pending
Application number
EP21713465.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Philippe Nobileau
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP4103780A1 publication Critical patent/EP4103780A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M1/00—Power supply lines for contact with collector on vehicle
    • B60M1/30—Power rails
    • B60M1/34—Power rails in slotted conduits
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C9/00—Special pavings; Pavings for special parts of roads or airfields
    • E01C9/02—Wheel tracks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60F—VEHICLES FOR USE BOTH ON RAIL AND ON ROAD; AMPHIBIOUS OR LIKE VEHICLES; CONVERTIBLE VEHICLES
    • B60F1/00—Vehicles for use both on rail and on road; Conversions therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/38—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles for collecting current from conductor rails
    • B60L5/39—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles for collecting current from conductor rails from third rail
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/24—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
    • B62D1/26—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted mechanical, e.g. by a non-load-bearing guide
    • B62D1/265—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted mechanical, e.g. by a non-load-bearing guide especially adapted for guiding road vehicles carrying loads or passengers, e.g. in urban networks for public transportation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B25/00—Tracks for special kinds of railways
    • E01B25/28—Rail tracks for guiding vehicles when running on road or similar surface

Definitions

  • the present invention relates to a bimodal circulation system, preferably electrically powered, one of the modes being conventionally controlled by the driver and the other controlled in a highly automated manner, comprising:
  • the object of the present invention is to provide on the central aisle of the separate traffic lanes an own site running track for one of the sets of side wheels of equipped vehicles forming a mechanical guidance device having a shape of "gutter” by the cooperation of two lateral surfaces located one on the bottom of the protection wall "cast in place” which is generalized and the other on the lateral face of a continuous rail anchored in the roadway bordering said path bearing.
  • This device on its own site, which advantageously uses the dead space between the protective wall and the continuous edge line delimiting the fast traffic lane, called a derased zone which does not encroach on the existing traffic lanes, allows highly automated traffic secured for equipped vehicles sharing the roadway, laterally offset with existing traffic, in order to allow an economically viable transition for a gradual deployment of a highly automated traffic mode.
  • the present invention provides a new solution for the entrances and exits of the "gutter" of own site by providing a means of lateral crossing of the internal lateral surface by the assembly of lateral wheels, at sustained speed (which can be the maximum speed common in most countries on the motorway).
  • sustained speed which can be the maximum speed common in most countries on the motorway.
  • retractable rollers placed on the rockets of the side wheels of one of the sets of side wheels make it possible to temporarily relieve the load on the side wheels, by resting on the extension of the roadway when said side wheels are plumb. of the gutter for the purpose of depositing, without impact, and extracting said set of side wheels also at sustained speed.
  • the main function of this device lies in the existence, for the equipped vehicle traveling with a set of its side wheels in the gutter, of an emergency mechanical lateral guide to control its trajectory in the event of degraded mode due to the fact failure of the primary steering system in highly automated mode. Therefore, the highly automated mode of circulation according to the invention allows the vehicle to enter and exit laterally at any point of the shared infrastructure and this at a speed more important than in the case where it is necessary to enter the network by a specific entrance door as is the case in the "O-Bru" system.
  • this own site runway can be bordered directly by the protective wall of the "Jersey” type or other separating the lanes of a road with separate carriageway, the lateral surface bordering the runway being carried by the lower part of the "Jersey” wall thus advantageously using the smoothed strip located between the "Jersey” wall and the continuous white edge line delimiting the track.
  • this track dedicated to vehicle guidance retains the infrastructure thus modified, all its characteristics to be used also by existing vehicles controlled by the driver, greatly facilitating the introduction of the system and leaving complete freedom to a more or less rapid increase in the fleet of vehicles equipped according to the invention without requiring significant initial investments .
  • the side wheels can be equipped with adjustable height suspensions, the height of which will vary in synchronization with the movement of the rollers to minimize body roll.
  • adjustable height suspensions the height of which will vary in synchronization with the movement of the rollers to minimize body roll.
  • a control of the vehicle direction can thus maintain the front wheels in the center of the clean-site runway, thus offering a simplified, highly automated driving mode that does not require visual detection of the edge lines.
  • the present invention aims to provide electric mobility with a dynamic power supply at very low voltage, arranged along the traffic lanes from which each vehicle can be powered at a voltage of less than 50 V in alternating and 120V in direct in order to respect the safety standards. It is recalled that although lower than 400 V, the standard voltage of the battery pack, the very low safety voltage of 120V continuous allows all the same to charge successively by switching each section of approximately 100V of the battery pack, the batteries being composed of elements of tension of a few volts only.
  • the "Jersey" wall comprises above the first lateral guide surface on each side a "third rail” connected to one of the very low voltage source poles and the vehicle has a lateral sliding contact to ensure the power supply to the vehicle while driving, the other pole, connected to the rail, being picked up by a brush or any other known device.
  • the present invention makes it possible to substantially limit the capacity and therefore the weight of the on-board battery pack, thus reducing the quantity of C02 generated for its production.
  • the very low voltage of 120 V DC collected directly by sliding / rolling contact makes it possible to supply the motor directly in autotransformer mode, without going through the batteries, the latter only serving to provide temporary additional energy or to recover the excess energy due to ascents / descents and speed changes imposed by the profile of the lane in highly automated traffic mode.
  • the object of the present invention is to reduce the current congestions of the network by allowing the movement in a "platoon" of several vehicles while mitigating the dangerousness of such a system, which in essence greatly reduces the distances of the vehicles of the platoon. , by an on-board emergency braking device.
  • an emergency brake caliper allowing deceleration of up to several g, is attached to the rear of the vehicle, preferably behind the rear wheel to allow its engagement and disengagement of the rail when entering and exiting the highly automated mode according to the invention.
  • This device advantageously makes it possible to maximize the reaction time for the management of fleeting or permanent obstacles that may be on the track by substantially reducing the braking distance which can thus be of the same order or less than the 2 seconds prescribed for current speeds on tracks. rapids or highways. Consequently, the emergency braking device according to the invention increases, on the one hand, the time allocated to the analysis of the nature of the obstacle and, on the other hand, is free from the degradation of braking performance over time. wet or icing.
  • this braking will be associated with a telescopic stopper placed in the front bumper of vehicles which operates by inertia, as on heavy towed trailers, by mechanically actuating the emergency brake caliper, in degraded mode, in case of failure of the on-board control system or total "black-out".
  • the invention thus advantageously makes it possible to increase the traffic flow without necessarily requiring the creation of additional lanes on the roadway as is the case today, and therefore represents a substantial economic and environmental benefit.
  • the invention instead of having to widen a motorway to two times three lanes when the traffic exceeds, at peak, the 4,000 vehicles / hour, the invention will make it possible to increase the flow to more than 6,000 vehicles / hour at sustained speed and this for a fraction of the cost necessary to create a third channel.
  • lateral guidance to keep the vehicle in degraded mode on its path will advantageously consist of sections connected together allowing by clamping and friction to transmit the few tens of tons that the braking force of an assembly vehicle traveling "in a platoon" could impose on him.
  • the traffic system for motor vehicles comprises on the side of a traffic lane a clean site runway, in the shape of a "U" gutter, accommodating in highly automated driving one of the sets of side wheels d '' a vehicle and comprising:
  • the lateral crossing means of the internal lateral surface may be constituted by a ramp, generally gently sloping perpendicular to the direction of movement, which connects the roadway to the upper end of the internal lateral surface.
  • the lateral crossing means of the internal lateral surface can be obtained by arranging the running surface of the own site running track at a height lower than the roadway.
  • the lateral crossing means of the internal lateral surface can be obtained by the combination:
  • the upper end of the inner side surface comprises an auxiliary rolling surface, substantially parallel to the rolling surface and the front wheel of the side wheel assembly is equipped with an auxiliary support means capable, while rolling at cruising speed, to temporarily relieve the load on the front wheel by resting on the auxiliary rolling surface, the auxiliary support means being retractable by displacement between a high position, where it preserves the ground clearance of the vehicle and a position low where its lower contact point is substantially at the same height as the point of contact of the front wheel with the roadway.
  • the auxiliary support means comprises at least one caster mounted on a support arm articulated on the axle knuckle of the front wheel of the side wheel assembly and the inner side surface and the auxiliary rolling surface are carried by a rail. continued.
  • the rail comprises a third ledge surface, substantially parallel and below the auxiliary rolling surface, the third surface and the auxiliary surface being able to be clamped by an emergency brake caliper connected to the structure of the vehicle for generate a braking force, by friction on the rail, which can urgently reach a high value greater than 1 g, regardless of the coefficient of adhesion between the wheel and the roadway.
  • the set of side wheels can be fitted with variable height suspensions and the heights of the suspensions:
  • a sensor In front of the set of side wheels, a sensor measures the lateral distance between the set of side wheels and the outer side surfaces of the clean site running track and controls the steering device of the vehicle to maintain, while driving, the side wheels of the side wheel assembly generally centered on the clean site track.
  • the yaw torque generated during emergency braking between:
  • FIG 1 - figure 1 represents an axisymmetric view of the traffic (on the right) on a motorway with two separate lanes illustrating two platoons of 3 vehicles circulating in highly automated mode according to the invention by partly sharing the roadway with the traffic conventional.
  • FIG 2 shows a front view of two cars traveling in highly automated mode in reverse with their sets of left side wheels engaged in the respective gutters according to the invention.
  • FIG 3 shows the detail of the gutter allowing traffic in highly automated mode of Figure 2, the left wheel of the vehicle being only sketched.
  • FIG 4 shows an axisymmetric view of an electric car equipped with the devices necessary for circulation in highly automated mode according to the invention with enlarged views illustrating the auxiliary relief rollers.
  • FIGs 5, 7 and 9 represent in axisymmetric views the transition sequence from free driving to driving in highly automated mode, by crossing the ramp by the assembly of the side wheels and then depositing it in the "gutter" according to the invention.
  • FIGs 6, 8 and 10 represent enlargements of Figures 5, 7 and 9 with the vehicle in transparency to illustrate the casters temporarily allowing the weight of the vehicle to be relieved during the passage from free mode to highly automated mode.
  • FIG 11 [Fig 12] [Fig 13] - Figures 11, 12 and 13 represent, in front view, the coordination of the height-adjustable suspension with the lateral displacement of the vehicle according to the invention to minimize / cancel the roll checkout when entering and exiting the highly automated driving mode.
  • FIG 14 [Fig 15] - Figures 14 and 15 show in axisymmetric views the disengagement and engagement of the emergency brake caliper on the rail as well as the assembly of the rail in sections.
  • FIG 16 [Fig 17] - Figures 16 and 17 show in top view and in axisymmetric view the resumption of the yaw torque exerted on the vehicle during emergency braking
  • FIG 18 [Fig 19] - Figures 18 and 19 show front views of own site infrastructure of the toboggan or underground type advantageously using the reduction of traffic lanes thanks to the highly automated traffic means according to the invention.
  • Figure 1 illustrates a dual carriageway or highway “a” with traffic “on the right” comprising the traffic lanes “b” and “c” separated by a concrete guardrail 1 type “New Jersey” known. Conventionally, we find successively from the outside to the inside:
  • Light vehicles D and heavy goods vehicles E circulate on the tracks 11 and 12 in a conventional manner, under the control of their drivers, who keep their vehicles substantially centered on the tracks.
  • the light vehicles Fl to F6 circulate on horseback on the shore line 4b or 4c in a "platoon” and in a highly automated manner, in pseudo 4/5 mode (according to the SAE standard commonly defined by the authorities and automobile manufacturers ), without requiring particular vigilance from their drivers, the vehicles F moving straddling the edge lines 4b or 4c.
  • FIGS 2 and 3 illustrate a cross section of the central part of the road "a".
  • the concrete safety barrier 1 and two weir channels 17b and 17c of the known type "slotted pipe” in prefabricated concrete comprising an evacuation pipe 18 supplied by flow slots located in the flattened bands 13b and 13c.
  • the gutters 17b and 17c are buried on either side at the base of the concrete guardrail 1.
  • the vehicles F2 and F4 have their sets of left wheels engaged in the "U" "gutters" 21b, 21c comprising:
  • This insulating support 25 can advantageously house the cables 26, at medium voltage, supplying the substations delivering very low voltage to the vertical conductive surface 24.
  • a ramp 34 gently sloping substantially the height of the rail 27, formed of ramp segments is fixed on the attachment wing of the rail 29.
  • the substantially vertical side surfaces 23 and 31 serve as side edges, in degraded mode, to keep the side wheels on the raceway by contact between the sidewalls of the tires of the side wheels 35 and 36, or the edge of the rim in the event of a puncture, and the side surfaces 23 and 31.
  • This degraded mode only intervenes in the event of failure of the steering control device (not illustrated) which is already fitted to some cars with an automated driving mode. of type 3.
  • this steering control device is simplified, not requiring optical recognition, and being able to be satisfied with a simple lateral distance telemetry by ultrasonic sensors 33, for example, to hold the front wheel 35 of the vehicle. vehicle centered on the running surface 22 in highly automated traffic mode according to the invention.
  • FIG. 4 illustrates a light electric vehicle F which comprises the devices necessary for circulation in highly automated mode according to the invention. This is a vehicle traveling "on the right", comprising a set of left side wheels 16 comprising the following devices specific to the invention:
  • a device for measuring the lateral distance 33 advantageously multi-sensor, preferably located in front of the front right wheel 35;
  • a crossing means consisting of two sets 8, each set comprising a roller 38, 39 which can be lifted, the support arm 14 of which is actuated by the actuator 15, preferably electric, being attached to rockets 9 of the two left wheels 35 and 36 and;
  • Figures 5-6, 7-8 and 9-10 illustrate the sequence of switching from conventional driving under the responsibility of the driver to the highly automated traffic mode according to the invention.
  • the reverse sequence allows the disengagement of the highly automated traffic mode according to the invention to conventional driving under the responsibility of the driver.
  • the vehicle F travels on the conventional track 12b bordered by two edge lines, discontinuous on the right 3b and continuous on the left 4b.
  • the set of distance sensors 33 measures the distance which separates the vehicle F from the concrete guardrail 1.
  • the casters 38 and 39 are raised as well as the retractable slider 37 and the emergency brake caliper 40 is raised and is behind the wheel 36. If the system has detected the existence, by a geolocation system for example, of an arrangement of the leveled strip according to the invention, that the distance from the concrete rail 1 is equal to a certain value and the speed is sufficient, the change of driving mode can be initiated by the driver.
  • the vehicle F having initiated the change of driving mode, moves to the left autonomously while driving at cruising speed, the left wheels 35 and 36 cross the bank line 4b and rise on the ramp 34, simultaneously the rollers 38 and 39 are lowered by the rotation of the support arms 14 actuated by the jacks 15 and when the wheels 35 and 36 are in line with the rolling surface 22, the casters 38 and 39 resting on the upper rolling surface 32 of the rail 27 temporarily support the load of the wheels 35 and 36. By raising the rollers 38 and 39 deposit the wheels 35 and 36 on the rolling surface 22.
  • the vehicle F has deployed the retractable slider 37 located at the left side sill which has come into sliding / rolling contact with the conductive surface 24 which may advantageously be made of aluminum to minimize losses by effect joule with a steel contact surface, a brush or a rolling / sliding contact 56 (behind the cylinder 53) is in contact with the steel rail 27 to establish the return of current and thus a dynamic power supply with a power of the order of 25-30 kW per vehicle is thus achieved.
  • the brake caliper 40 has tilted and engaged the rail 27.
  • the roller 41, resting on the rail 27, maintains the linings 42 of the caliper 40 in proximity to the three continuous surfaces 30, 31 and 32 without touching them.
  • the vehicles Fl, F2, F3 and F4, F5, F6 can advantageously regroup in a platoon with a distance of less than 1 m between vehicles as illustrated in FIG. 1.
  • This allows a substantial increase in the flow of traffic lanes 12b and 12c by the platooning of 2 or more vehicles.
  • platoons of 3 to 4 vehicles this is a 250% increase in the maximum flow of vehicles / hour, which goes from around 1,700 vehicles / hour to nearly 6,000 vehicles / hour for the equipped traffic lane.
  • Known devices for measuring close distance, by ultrasound for example maintain reduced "intra-peloton" distances between vehicles allowing a substantial gain in aerodynamic drag.
  • the vehicles thus grouped together can nevertheless leave the peloton at any time by a communication device between the vehicles of the "Wi-Fi", "Bluetooth” or similar type. Indeed, before a junction of separate lanes, and not a simple exit which will in any case require a resumption of the conventional traffic mode, if the vehicle has to take the right branch, it will have to leave the highly automated traffic mode and not will only be able to re-engage the highly automated traffic mode when it has entered the right-hand branch.
  • the vehicle wishing to leave the peloton informs the vehicles in front and behind which will automatically reduce or increase their speed to restore a regulatory separation distance of 2 seconds.
  • a vehicle also equipped with level 3 autonomous driving can perform without driver intervention. , but under his vigilance, the disengagement maneuver of the wheels 35 and 36 from the gutter 21 before the branch, then the change of lane to take in free mode the right branch of the branch and then the re-engagement in the gutter 21 of the right branch.
  • Reference beacons installed on these branching areas can help the basic autonomous system, since it is level 3, to precisely locate the vehicle in relation to the infrastructure in the event of reduced visibility (night, rain, fog, etc.) .
  • Figures 11, 12 and 13 illustrate the sequence of switching from the conventional driving mode under the responsibility of the driver to the highly automated mode according to the invention in the case of a vehicle with variable suspension height, thus advantageously allowing to reduce or even cancel any vertical movement and / or body roll during this sequence.
  • Figure 11 shows, in front view, the vehicle F5 with "variable height suspension” traveling on a conventional track 12c.
  • the lateral distance measuring device 33 measures the distance which separates the vehicle F5 from the concrete guardrail 1, the roller 38 then being raised; if the measured distance has a certain value, and the speed is sufficient to fit into the highly automated traffic mode, a driving mode change can be initiated by the driver.
  • Figures 12 and 13 illustrate the vehicle F5 which while driving at cruising speed will engage on the gutter 21 by shifting to the left, the left front wheel 35 crosses the bank line 4b and when goes up on the ramp 34, the right side suspensions 51 gradually rise while those on the left side 52 lower to cancel the roll, simultaneously the rollers 38 and 39 are lowered and when the left wheels 35 and 36 are at the Plumb with the running surface 22, the height of the suspensions of the left wheels 52 increases to gently deposit the wheel 35 and the wheel 36 (hidden by the wheel 35) on the running surface 22.
  • the caster 38 and the caster 39 (masked by the roller 38) which temporarily took up the loads from the wheels 35 and 36 retract so that the wheels 35 and 36 only carry the lateral weight of the vehicle F5.
  • Figure 14 illustrates in particular an advantageous junction system for the rail sections 29 which form the continuous rail 27 of the mortise tenon type uncovered. Therefore the front end of the rail section 27 in the direction of travel is uncovered mortise 29b and the rear end uncovered tenon 29a and the assembly can be done for example by three braked BTR screws.
  • the end of the tenon 29a and the mortise 29b will be inclined in the vertical and horizontal planes to avoid a complete discontinuity in the height of the surfaces in a transverse plane. This system advantageously allows a tolerance on the length of the rail sections 29, facilitating their maintenance or replacement.
  • FIGs 14 and 15 illustrate the emergency braking system according to the invention which allows a platoon of light vehicles at short inter-vehicle distance.
  • This system is particularly suitable for mitigating the risk of collisions in highly automated operation where the trajectory and speed are beyond the driver's control and his vigilance is not sustained. Indeed, thanks to an exploration of the lane by radar or any other method making it possible to detect the vehicles or obstacles located on the trajectory, the control system adapts the speed of the vehicle, but in the case of the unexpected occurrence of a fixed obstacle or stopped / accidented vehicle, the capacity of strong emergency deceleration, whatever the weather conditions, of the single vehicle or of vehicles forming a platoon according to the invention, is thus much greater than what can be obtained by the vehicles.
  • conventional vehicle braking means which are limited by the wheel / road friction coefficient usually less than 1.
  • the brake caliper 40 is engaged on the continuous rail 27 by rotation about the axes 48 and 49 which allow a tolerance on the height, the wheel 41 maintaining the brake linings 42 fitted to the three faces of the caliper in the immediate vicinity of the surfaces 30, 31 and 32 of the continuous rail 27.
  • the vertical piston (or pistons) 53 is preferably located on the upper part of the caliper 40.
  • the pin 46 of the support 45 is engaged in the hole 44 to prevent any rotation of the caliper relative to the rear axle on a transverse axis due to the eccentricity of the caliper 40 relative to its tilting axes 48 and 49.
  • Figures 16 and 17 illustrate the forces that are at stake during high power emergency braking which generates a yaw torque due to the lateral offset between the braking force 57 of the vehicle, exerted on the continuous rail 27, and the inertia force 50 substantially in the longitudinal plane of symmetry of the vehicle.
  • This couple is advantageously taken up by the couple between:
  • FIG. 18 illustrates an example of an aerial "toboggan" walkway 61 of a clean site of low cost due to the low weight of light vehicles moving according to the highly automated traffic mode according to the invention, allowing the crossing of an urban area. , pedestrian, road, highway, railway, river, etc ....
  • Figure 19 illustrates the small dimensions of the tunnel 62 necessary for the proper site traffic of light vehicles moving according to the highly automated traffic mode according to the invention due to the precise lateral positioning of the vehicles.
  • the system according to the invention providing the advantage of leaving great freedom over the width vehicles compared to the solution based on exterior casters adopted by the "Tracline 65", “O Bahn” projects and more recently by Elon Musk's "Boring Company”.
  • the devices described above of the invention, allowing the lateral entry and exit of the highly automated traffic mode according to the invention on a road infrastructure in cohabitation with vehicles traveling in free mode, are particularly advantageous for solving the problem. problem posed by entering and leaving lanes on their own, exclusively reserved for light vehicles, as illustrated in figures 18 and 19.
  • a substantial advantage of increased road mobility, according to the invention, is to make it possible to achieve, without heavy investments, a transition between the movement of vehicles in free mode and in highly automated mode of circulation according to the invention on existing infrastructure.
  • Another substantial advantage of increased road mobility according to the invention is the reduction in the size of the battery of "100% electric” vehicles which can now be limited to a capacity necessary to cover a distance of less than 100 between recharges. km, representing a division by a factor of 3 to 5 of the weight of the batteries with an impact on the weight, the cost, the need to strengthen the thermal design vehicle and the environmental impact imposed to date by the size of the batteries of last generation on electro mobility in "free circulation".
  • the devices according to the invention can be adapted to other configurations of road with separate lanes, in particular roads with only one lane in each direction, other forms of gutters and rails or to other vehicle structures and Examples which have just been given are only specific illustrations in no way limiting the fields of application of the invention.

Landscapes

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Abstract

Système et méthode de circulation pour véhicules automobiles (F), comportant sur le côté d'une voie de circulation (12b, 12c) un chemin de roulement de site propre (21), en forme de gouttière en "U", accueillant en mode de conduite hautement automatisée un des ensembles (16) de roues latérales d'un véhicule et comprenant : • une surface de roulement (22) sensiblement parallèle à la surface de la chaussée de la voie de circulation (12b, 12c), • deux surfaces latérales (23, 31) situées de part et d'autre et au-dessus de la surface de roulement (22), l'une externe (23) et l'autre interne (31) par rapport à l'emprise au sol du véhicule (F), les surfaces latérales (23, 31) étant sensiblement perpendiculaires à la surface de roulement (22), la surface latérale interne (31) préservant la garde au sol courante des véhicules automobiles, caractérisé en ce que les surfaces latérales (23, 31) du chemin de roulement sont sensiblement continues longitudinalement et que le système comprend un moyen de franchissement de la surface latérale interne (31) par déplacement latéral de l'ensemble de roues latérales (16) à vitesse soutenue.

Description

Mode de circulation routière hautement automatisée
[0001] La présente invention concerne un système de circulation bimodale, de préférence à motorisation électrique, l’un des modes étant contrôlé de façon conventionnelle par le conducteur et l’autre contrôlé de façon hautement automatisé, comprenant :
• un mode de conduite hautement automatisé à grande vitesse de pseudo niveau 4 (sans vigilance instantanée) ne nécessitant qu’une fiabilité de niveau automobile grâce à un guidage mécanique de secours en mode dégradé, du fait, par exemple, d’une éventuelle défaillance du système de conduite hautement automatisé ;
• une alimentation électrique dynamique de véhicules électriques ou hybrides en très basse tension et moyenne puissance ;
• une possibilité de circulation en "peloton" pour augmenter la capacité de circulation sans élargissement de la chaussée dont les risques sont mitigés par la présence d'un freinage d'urgence, indépendant du coefficient de friction roue/chaussée, et de son activation par inertie dans le cas de défaillance du système de contrôle de freinage comme décrit dans la publication WO 94/26573 du déposant.
[0002] Le déploiement de la circulation autonome des véhicules automobiles se heurte aujourd’hui à un problème juridique du fait que la responsabilité légale en cas d'accident se trouve transférée du conducteur au constructeur (et à ses fournisseurs). En effet, actuellement la plupart des accidents de la circulation sont d’origine humaine engageant principalement la responsabilité du conducteur.
[0003] Tous les concepts actuels de véhicule autonome sont basés sur une technologie "sans contacts" comprenant des capteurs et systèmes électroniques de contrôle, de fiabilité "automobile", qui ne sont donc pas à l'abri d'une défaillance (bug informatique, blackout, etc... ) et de ce fait la plupart des constructeurs se limitent à des aides à la conduite de niveau 3 nécessitant, de la part du conducteur, une vigilance de tous les instants pour reprendre le contrôle du véhicule et de ce fait décharger la responsabilité du constructeur en cas d’accident en mode autonome due à une dysfonctionnement du système de contrôle de trajectoire "sans contact".
[0004] Or, il n'est pas contestable que la somnolence au volant reste une des premières causes d'accident sur autoroute et la conduite autonome de niveau 3, en supprimant la nécessité pour le conducteur de maintenir en permanence sa voiture dans la voie ne va pas dans le sens d’une diminution de la monotonie inhérente à la conduite sur chaussée séparée de type autoroute ou voie rapide, à vitesse soutenue. [0005] En l'état actuel de la circulation et des vitesses de déplacement, une perte de repère visuel comme une absence de ligne de rive ou une interruption inopinée du système de guidage sans contact, ne serait-ce que de quelques dixièmes de secondes, peuvent entraîner une sortie de route ou une collision.
[0006] Si l’industrie aéronautique a mis au point des systèmes électriques avec un niveau de fiabilité très élevé, ces systèmes sont trop coûteux pour une voiture et surtout nécessitent des programmes de maintenance périodique avec un haut niveau de qualité difficilement compatible avec l’entretien courant tel qu’il est perçu par le conducteur d’une automobile aujourd’hui. En effet, si Ton ne compte dans le monde que quelques centaines de milliers d'aéronefs, c'est plus d'un milliard de véhicules qui circulent de nos jours dans le monde soit plus de 5000 fois plus !
[0007] Il n’est donc pas surprenant que tous les projets sérieux de voitures autonomes "sans vigilance immédiate" se limitent aujourd'hui à de très faibles vitesses de déplacement (dans les encombrements par exemple) pour minimiser les conséquences d'accident ou s’orientent vers des véhicules partagés appartenant à des opérateurs, seuls à même d’en couvrir le coût élevé et d’en assurer la maintenance rigoureuse. Par ailleurs la propulsion électrique des véhicules automobiles conventionnels, en dépit des améliorations importantes qu'elle apporte dans les domaines notamment de la pollution atmosphérique et du bruit, se heurte à un problème de poids pour le stockage de l'énergie à bord.
[0008] En effet, 100 kg de batterie d'accumulateur au plomb sont nécessaires pour stocker l'énergie équivalente d'un litre d'essence, pesant 700 grammes. Si la technologie lithium-ion a quadruplé la capacité massique des batteries ces vingt dernières années, passant de 40 Wh/kg à plus de 150 Wh/kg l'autonomie reste toujours insuffisante et représente un obstacle à l’électrification du parc automobile des pays développés.
[0009] D’autre part la fabrication et le recyclage de ces batteries représentent un impact environnemental substantiel qui s’oppose aux objectifs écologiques fixés pour les prochaines décennies du 21ème siècle.
[0010] De nombreuses études ont été menées sur les possibilités de recharger sans contact les véhicules en roulant sur la base de l'induction magnétique mais du fait de la distance entre l’organe émetteur et l’organe récepteur le rendement chute et le coût de l'infrastructure reste aujourd’hui prohibitif pour un déploiement généralisé.
[0011] Par ailleurs, les trajets de longue durée s'effectuent de plus en plus en grande partie sur des doubles voies, voies rapides ou autoroutes à chaussées de circulation séparées. [0012] La présente invention a pour objet, de fournir sur le bas-côté central des voies de circulation séparées un chemin de roulement de site propre pour un des ensembles des roues latérales de véhicules équipés formant un dispositif de guidage mécanique ayant une forme de "gouttière" par la coopération de deux surfaces latérales situées l'une sur le bas du mur de protection "coulé sur place" qui se généralise et l'autre sur la face latérale d'un rail continu ancré dans la chaussée bordant ledit chemin de roulement.
[0013] Ce dispositif en site propre, qui utilise avantageusement l’espace mort entre le mur de protection et la ligne de rive continue délimitant la voie de circulation rapide, appelé zone dérasée qui n’empiète pas sur les voies de circulation existantes, permet une circulation hautement automatisé sécurisée pour des véhicules équipés partageant la chaussée, de façon latéralement décalée avec la circulation existante, afin de permettre une transition économiquement viable pour un déploiement progressif d’un mode de circulation hautement automatisée.
[0014] Dans sa demande PCT/FR93/00486, qui a fait l'objet d'une publication WO 94/26573, le déposant démontrait déjà les avantages au niveau de la sécurité qu'offrirait une telle circulation guidée avec l'ensemble des roues latérales roulant dans une "gouttière". Mais, le dispositif décrit nécessitait soit l'interruption d’une paroi latérale de la "gouttière" pour permettre l'entrée et la sortie des roues latéralement, soit une entrée et sortie frontales comme dans le système "O-Bahn" qui équipe certains bus à ADELAÏDE en AUSTRALIE depuis les années 90 reprenant le principe du projet "Tracline 65" expérimenté dans les années 80 à Birmingham en Angleterre. En effet, l’interruption d’une paroi latérale pose un problème de sécurité en cas de défaillance du système de direction ou en cas de freinage d’urgence dans une zone où la paroi latérale est interrompue.
[0015] La présente invention apporte une solution nouvelle pour les entrées et sorties de la "gouttière" de site propre en fournissant un moyen de franchissement latéral de la surface latérale interne par l’ensemble de roues latérales, à vitesse soutenue (qui peut être la vitesse maximum courante dans la plupart des pays sur autoroute). Avantageusement des roulettes rétractables placées sur les fusées des roues latérales d’un des ensembles de roues latérales, permettent de soulager momentanément la charge sur les roues latérales, en prenant appui sur le prolongement de la chaussée lorsque lesdites roues latérales se trouvent à l'aplomb de la gouttière aux fins de déposer, sans choc, et extraire ledit ensemble de roues latérales également à vitesse soutenue.
[0016] La fonction principale de ce dispositif réside dans l’existence, pour le véhicule équipé circulant avec un ensemble de ses roues latérales dans la gouttière, d'un guidage latéral mécanique de secours pour contrôler sa trajectoire en cas de mode dégradé du fait d’une défaillance du système primaire de direction en mode hautement automatisé. De ce fait, le mode de circulation hautement automatisée selon l’invention permet au véhicule d’entrer et sortir latéralement à n’importe quel point de l’infrastructure partagée et ceci à une vitesse plus importante que dans le cas où il faudrait pénétrer dans le réseau par une porte d'entrée précise comme c’est le cas dans le système "O-Bahn".
[0017] Grâce à ces moyens essentiels de l'invention, il n'existe plus de zone privilégiée d'entrée- sortie sur le chemin de roulement de site propre que l'on peut engager ou quitter à un endroit quelconque. De façon avantageuse ce chemin de roulement de site propre peut être bordé directement par le mur de protection de type "Jersey" ou autre de séparation des voies d'une route à chaussée séparée, la surface latérale bordant le chemin de roulement étant portée par la partie inférieure du mur "Jersey" utilisant ainsi avantageusement la bande dérasée située entre le mur "Jersey" et la ligne de rive blanche continue délimitant la voie. [0018] On comprend de ce fait que, même installée sur la partie gauche d'une chaussée séparée (dans le cas de conduite à droite), cette voie de roulement dédiée au guidage de véhicule conserve à l'infrastructure ainsi modifiée, toutes ses caractéristiques pour être empruntée également par les véhicules existants à conduite contrôlée par le conducteur, facilitant grandement l'introduction du système et laissant toute liberté à un accroissement plus ou moins rapide du parc des véhicules équipés selon l’invention sans nécessiter d’importants investissements initiaux.
[0019] De façon avantageuse, les roues latérales pourront être équipées de suspensions à hauteur réglable dont la hauteur variera en synchronisation avec le mouvement des roulettes pour minimiser le roulis de caisse. Par action combinée sur la hauteur de suspension des autres roues latérales on pourra éventuellement supprimer totalement le roulis de caisse lors de l’entrée et la sortie du chemin de roulement de site propre selon l’invention qui deviendra ainsi transparent pour le conducteur et les passagers.
[0020] Par la mesure continue de la distance latérale du véhicule par rapport aux surfaces latérales bordant la "gouttière", par un ou plusieurs capteurs placés en avant de la roue avant, un asservissement de la direction du véhicule peut ainsi maintenir les roues avant au centre du chemin de roulement de site propre offrant ainsi un mode simplifié de conduite hautement automatisée qui ne nécessite pas la détection visuelle des lignes de rive. Bien que la mesure de cette distance peut être acquise en continu par plusieurs capteurs, placés avantageusement en avant de la roue avant, mesurant la position latérale du véhicule par rapport aux surfaces latérales bordant le chemin de roulement de site propre, une défaillance de ce système de détection de la distance est toujours possible et dans cette éventualité les contacts entre les flancs des pneumatiques, ou les bords des jantes dans le cas de crevaison, avec les surfaces latérales de la "gouttière" seront en mesure de maintenir la trajectoire du véhicule jusqu’à l’arrêt d’urgence. Le véhicule pouvant alors sortir de la gouttière en braquant à l’arrêt ses roues avant, pourra être en mesure de libérer le site propre. C’est cette procédure de sortie manuelle de la "gouttière" qui sera utilisée par tout véhicule non équipé qui par accident se retrouverait avec l’ensemble de ses roues latérales dans la gouttière. Il est évident pour l’homme de l’art que pour minimiser les défaillances, une obligation de contrôle périodique rapproché des dispositifs de guidage et de freinage d’urgence sera mise en place par les autorités.
[0021] La présente invention a ensuite pour objet de faire bénéficier à la mobilité électrique d'une alimentation électrique dynamique en très basse tension, disposé le long des voies de circulation à partir duquel chaque véhicule pourra être alimenté sous une tension inférieure à 50 V en alternatif et 120V en continu afin de respecter les normes de sécurité. Il est rappelé que bien qu’inférieur au 400 V, tension standard du bloc de batteries, la très basse tension de sécurité de 120V continue permet tout de même de charger successivement par commutation chaque tranche de 100V environ du bloc de batteries, les batteries étant composées d’éléments de tension de quelques volts seulement.
[0022] Dans un mode de réalisation préférée, le mur "Jersey" comporte au-dessus de la première surface de guidage latéral de chaque côté un "troisième rail " connecté à un des pôles source de très basse tension et le véhicule dispose d'un contact glissant latéral afin d'assurer l'alimentation électrique du véhicule en roulant, l’autre pôle, connecté au rail, étant capté par une brosse ou tout autre dispositif connu.
[0023] En effet, de manière avantageuse en termes d’efficience énergétique globale (c’est- à-dire en tenant compte non seulement de l’énergie pour propulser la voiture, mais aussi pour extraire les matières premières dans les mines et les transformer pour sa fabrication et celle de ses batteries), la présente invention permet de limiter substantiellement la capacité et donc le poids du bloc de batteries embarqué réduisant ainsi la quantité de C02 généré pour sa production. De plus la très basse tension de 120 V DC collectée directement par contact glissant/roulant permet d’alimenter directement le moteur en mode d’autotransformateur, sans passer par les batteries, ces dernières ne servant qu’à fournir l’énergie supplémentaire temporaire ou à récupérer l’énergie excédentaire du fait des montées/descentes et des changements de vitesse imposés par le profil de la voie en mode de circulation hautement automatisée.
[0024] La présente invention a enfin pour objet de réduire les congestions actuelles du réseau en permettant la circulation en "peloton" de plusieurs véhicules tout en mitigeant la dangerosité d’un tel système, qui par essence réduit fortement les distances des véhicules du peloton, par un dispositif embarqué de freinage d'urgence.
[0025] Lors des essais du programme PATH (Partners for Advanced Transit and Highways ou Partenaires pour la Mobilité et les Autoroutes Automatisées) dans les années 1990, un gain de 20% en traînée aérodynamique avait été calculé si l'on faisait circuler les véhicules à 1 m de distance, mais cette configuration entraînait des difficultés au niveau du système de contrôle et notamment un risque de collision entre les véhicules du "peloton" en cas de freinage d'urgence.
[0026] Pour pallier ce problème, selon l’invention, un étrier de freinage d'urgence, permettant une décélération pouvant atteindre plusieurs g, est attaché à l'arrière du véhicule, préférablement derrière la roue arrière pour permettre son engagement et désengagement du rail lors des entrées et sorties du mode hautement automatisé selon l’invention. Ce dispositif permet avantageusement de maximiser le temps de réaction pour la gestion des obstacles fugitifs ou permanents pouvant se trouver sur la voie en diminuant substantiellement la distance de freinage qui pourra ainsi être du même ordre ou inférieure aux 2 secondes réglementaires pour les vitesses courantes sur voies rapides ou autoroutes. En conséquence, le dispositif de freinage d’urgence selon l’invention augmente d’une part le temps alloué à l'analyse de la nature de l'obstacle et d'autre part s'affranchit de la dégradation des performances de freinage par temps humide ou givrant.
[0027] De façon avantageuse ce freinage sera associé à un butoir télescopique placé dans le parechoc avant des véhicules qui fonctionne par inertie, comme sur les remorques lourdes tractées, en actionnant mécaniquement l’étrier de freinage d'urgence, en mode dégradé, en cas de défaillance du système de contrôle embarqué ou "black-out" total.
L'invention permet avantageusement d'accroitre ainsi le débit de circulation sans nécessiter nécessairement la création de voies additionnelles sur la chaussée comme c’est le cas aujourd’hui, et représente de ce fait un intérêt économique et environnemental substantiel. [0028] Ainsi au lieu de devoir élargir à deux fois trois voies une autoroute lorsque la circulation excède, en pointe, les 4 000 véhicules/heure, l'invention permettra d'augmenter le débit à plus de 6000 véhicules/heure à vitesse soutenue et ceci pour une fraction du coût nécessaire à la création d’une troisième voie.
[0029] Ensuite le rail, qui offre :
• d'une part, un support rectiligne, sans variation brusque comme sur une chaussée en enrobé, à la roulette d’extraction pour permettre l'entrée et la sortie à grande vitesse des roues de la "gouttière" et
• d'autre part, un guidage latéral pour maintenir en mode dégradé le véhicule sur sa trajectoire, sera avantageusement constitué de sections reliées entre elles permettant par serrage et friction de transmettre les quelques dizaines de tonnes que l'effort de freinage d'un ensemble de véhicule circulant "en peloton" pourrait lui imposer.
[0030] En permettant une conduite hautement automatisée sereine, du fait de la présence du système de guidage en mode dégradé par contact mécanique, les particuliers comme les professionnels pourront effectuer des déplacements routiers sans avoir à maintenir une vigilance constante apportant ainsi des gains de temps productifs en s'afférant à d'autres taches pour les professionnels ou des gains de temps de loisir en cas de déplacements personnels.
[0031] Le système de circulation pour véhicules automobiles, comporte sur le côté d'une voie de circulation un chemin de roulement de site propre, en forme de gouttière en "U", accueillant en conduite hautement automatisée un des ensembles de roues latérales d’un véhicule et comprenant :
• une surface de roulement sensiblement parallèle à la surface de la chaussée de la voie de circulation,
• deux surfaces latérales situées de part et d’autre et au-dessus de la surface de roulement, l’une externe et l’autre interne par rapport à l’emprise au sol du véhicule , les surfaces latérales étant sensiblement perpendiculaires à la surface de roulement, la surface latérale interne préservant la garde au sol courante des véhicules automobiles, caractérisé en ce que les surfaces latérales du chemin de roulement sont sensiblement continues longitudinalement et que le système comprend un moyen de franchissement, par déplacement latéral, de la surface latérale interne par l’ensemble de roues latérales à vitesse soutenue.
[0032] Le moyen de franchissement latéral de la surface latérale interne peut-être constitué par une rampe, globalement en pente douce perpendiculairement au sens de circulation, qui relie la chaussée à l’extrémité supérieure de la surface latérale interne.
[0033] Le moyen de franchissement latéral de la surface latérale interne peut-être obtenu en disposant la surface de roulement du chemin de roulement de site propre à une hauteur inférieure à la chaussée.
[0034] Le moyen de franchissement latéral de la surface latérale interne peut-être obtenu par la combinaison :
• d’une rampe globalement en pente douce perpendiculairement au sens de circulation, reliant la chaussée à l’extrémité supérieure de la surface latérale interne, et,
• de la disposition de la surface de roulement du chemin de roulement de site propre à une hauteur inférieure à la chaussée.
[0035] L’extrémité supérieure de la surface latérale interne comprend une surface auxiliaire de roulement, sensiblement parallèle à la surface de roulement et la roue avant de l’ensemble de roues latérales est équipé d'un moyen de support auxiliaire capable, en roulant à vitesse de croisière, de soulager temporairement la charge de la roue avant en prenant appui sur la surface auxiliaire de roulement, le moyen de support auxiliaire étant rétractable par déplacement entre une position haute, où il préserve la garde au sol du véhicule et une position basse où son point de contact inférieur est sensiblement à la même hauteur que le point de contact de la roue avant avec la chaussée. Le moyen de support auxiliaire comprend au moins une roulette montée sur un bras de support articulé sur la fusée d'essieu de la roue avant de l’ensemble de roues latérales et la surface latérale interne et la surface auxiliaire de roulement sont portées par un rail continu.
[0036] Le rail, comporte une troisième surface en corniche, sensiblement parallèle et en dessous de la surface auxiliaire de roulement, la troisième surface et la surface auxiliaire pouvant être pincées par un étrier de freinage d'urgence relié à la structure du véhicule pour générer une force de freinage, par friction sur le rail, pouvant atteindre en urgence une valeur élevée supérieure à 1 g, indépendamment du coefficient d’adhérence entre roue et chaussée. [0037] L’ensemble de roues latérales peut-être équipé de suspensions à hauteur variable et les hauteurs des suspensions :
• diminuent durant la montée latérale de la rampe en pente douce, le moyen de support auxiliaire se trouvant alors abaissé lorsque l’ensemble de roues latérales se déplace sur la surface auxiliaire de roulement pour se positionner à l'aplomb du chemin de roulement de site propre, puis
• augmentent pour déposer la roue sur la surface de roulement, le moyen de support se relevant simultanément,; résultant en une limitation ou même une annulation du roulis de caisse du véhicule lors des entrées latérales, à vitesse soutenue, sur le chemin de roulement de site propre, la séquence inverse étant utilisée lors de l’extraction des roues pour quitter le chemin de roulement de site propre.
[0038] En avant du ensemble de roues latérales, un capteur mesure la distance latérale entre l’ensemble de roues latérales et la surfaces latérales externe du chemin de roulement de site propre et pilote le dispositif de direction du véhicule pour maintenir, en roulant, les roues latérales de l’ensemble de roues latérales globalement centrées sur le chemin de roulement de site propre.
[0039] Un "troisième rail", alimenté par un pôle d’une source électrique, est placé au-dessus de la surface externe du chemin de roulement de site propre, en retrait par rapport à ce dernier, le retour vers la source étant réalisé par le rail continu conducteur et des moyens connus équipent le véhicule pour établir une connexion électrique en roulant par contact glissant/roulant avec le "troisième rail" et le rail continu.
[0040] Le couple de lacet généré lors du freinage d'urgence entre :
• la force d’inertie sur l’axe longitudinal du véhicule, sur lequel se trouve sensiblement le centre de gravité du véhicule, et
• la force de freinage, sur le rail, est repris par le couple généré par les forces latérales formées par : • la force de contact sur le contact glissant/roulant du "troisième rail" situé à l'extérieur du chemin de roulement de site propre et positionné en avant de l’étrier de freinage d'urgence, et
• la force de contact latéral en fond d’étrier engageant l’étrier de freinage sur le rail. [0041] Une méthode pour entrer et sortir par déplacement latéral, à vitesse soutenue, d’un mode de circulation d’un véhicule automobile sur chaussée libre à un mode de circulation hautement automatisée, comprenant un chemin de roulement de site propre, en forme de gouttière en "U" et placé en bordure de la chaussée libre, pouvant recevoir un ensemble de roues latérales du véhicule automobile par "dépose verticale" pour entrer et "extraction verticale" pour sortir, l’ensemble de roues latérales étant équipé de roulettes fixées, de manière verticalement rétractable, aux faces intérieures des fusées des roues, la partie inférieure des roulettes se trouvant, en position basse, sensiblement à la hauteur du contact roue-chaussée, comprenant les étapes : pour entrer :
1. se rapprocher latéralement du chemin de roulement de site propre par action sur la direction du véhicule,
2. abaisser les roulettes rétractables pour supporter temporairement, par appui sur la surface auxiliaire de roulement du rail continu, le poids du véhicule supporté par l’ensemble de roues latérales lorsque l’ensemble de roues latérales se trouve à l’aplomb du chemin de roulement de site propre,
3. 3. relever les roulettes pour déposer verticalement l’ensemble de roues latérales sur le chemin de roulement de site propre ; et pour sortir :
1. abaisser les roulettes qui prenant appui sur la surface auxiliaire de roulement du rail continu lève verticalement l’ensemble de roues latérales du chemin de roulement de site propre,
2. actionner la direction pour déplacer latéralement vers la chaussée libre l’ensemble des roues latérales,
3. poursuivre le déplacement jusqu'à ce que l’ensemble de roues latérales se retrouve sur la chaussée libre, les roulettes étant alors rétractées vers le haut pour restituer la garde au sol du véhicule et permettre une circulation conventionnelle sur chaussée libre.
[0042] Cette Méthode est complétée dans le cas où au moins l’ensemble de roues latérales est équipé de suspensions à hauteur réglable en ce que les étapes pour :
• - "entrer" comprennent durant la phase 3 : la hauteur de suspension de l’ensemble de roues latérales augmente simultanément à la rétraction des roulettes ; • - "sortir" comprennent durant la phase 1 : la hauteur de suspension de l’ensemble de roues latérales diminue simultanément à l’abaissement des roulettes.
[0043] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'un exemple de sa réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels :
[Fig 1] - la figure 1 représente une vue axisymétrique de la circulation (à droite) sur une autoroute à deux voies séparées illustrant deux pelotons de 3 véhicules circulant en mode hautement automatisé selon l'invention en partageant en partie la chaussée avec la circulation conventionnelle.
[Fig 2] - la figure 2 représente une vue frontale de deux voitures circulant en mode hautement automatisé en sens inverse avec leurs ensembles de roues latérales gauches engagées dans les gouttières respectives selon l’invention.
[Fig 3] - la figure 3 représente le détail de la gouttière permettant la circulation en mode hautement automatisé de la figure 2, la roue gauche du véhicule étant seulement esquissée. [Fig 4] - la figure 4 représente une vue axisymétrique d’une voiture électrique équipée des dispositifs nécessaires à la circulation en mode hautement automatisé selon l’invention avec des vues agrandies illustrant les roulettes de soulagement auxiliaire.
[Fig 5] [Fig 7] [Fig 9] - les figures 5, 7 et 9 représentent en vues axisymétriques la séquence de transition d'une conduite libre à la conduite en mode hautement automatisé, par le franchissement de la rampe par l’ensemble des roues latérales puis la dépose dans la "gouttière" selon l'invention.
[Fig 6] [Fig 8] [Fig 10] - les figures 6, 8 et 10 représentent des agrandissements des figures 5, 7 et 9 avec le véhicule en transparence pour illustrer les roulettes permettant temporairement de soulager le poids du véhicule lors du passage du mode libre au mode hautement automatisé.
[Fig 11] [Fig 12] [Fig 13] - les figures 11, 12 et 13 représentent, en vue frontale, la coordination de la suspension à hauteur réglable avec le déplacement latéral du véhicule selon l’invention pour minimiser/annuler le roulis de caisse lors de l’entrée et la sortie du mode de conduite hautement automatisée.
[Fig 14][Fig 15] - les figures 14 et 15 représentent en vues axisymétriques le désengagement et l'engagement de l'étrier de freinage d'urgence sur le rail ainsi que l’assemblage du rail par tronçons.
[Fig 16][Fig 17] - les figures 16 et 17 représentent en vue de dessus et en vue axisymétrique la reprise du couple de lacet exercé sur le véhicule lors d'un freinage d'urgence [Fig 18] [Fig 19] - les figures 18 et 19 représentent des vues frontales d’infrastructures de site propre de type toboggan ou souterraines utilisant avantageusement la réduction des voies de circulation grâce aux moyens de circulation hautement automatisée selon l’invention.
[0044] La figure 1 illustre une route à doubles voies ou autoroute "a" avec une circulation "à droite" comprenant les voies de circulation "b" et "c" séparées par une glissière de sécurité béton 1 de type "New Jersey" connu. Conventionnellement, on trouve successivement de l’extérieur vers l’intérieur :
• les bandes d’arrêt d’urgence 10b, 10c de largeur variable ;
• les voies "lentes" dont les chaussées 11b et 11c permettant les accès en entrées et sorties à la route (non illustrées) à doubles voies "a", d’une largeur habituelle de 3,5 m délimitées par deux lignes de rive, habituellement blanches, continues à droite 2b, 2c et discontinues à gauche 3b, 3c ;
• les voies "rapides" ou de dépassement dont les chaussées 12b et 12c d’une largeur habituelle également de 3 ,5 m, délimitées par deux lignes de rive, discontinues à droite 3b, 3c et continues à gauche 4b, 4c et;
• une bande dérasée centrale d’environ lm de large 13b et 13c qui peut être réduite à 0,5 m en contexte urbain ou périurbain sépare la ligne de rive continue 4b, 4c du mur béton "Jersey" 1.
[0045] Des véhicules légers D et poids lourds E circulent sur les voies 11 et 12 de façon conventionnelle, sous le contrôle de leurs conducteurs, qui maintiennent leurs véhicules sensiblement centrés sur les voies.
[0046] Les véhicules légers Fl à F6 circulent à cheval sur la ligne de rive 4b ou 4c en "peloton" et de façon hautement automatisée, en mode pseudo 4/5 (suivant la norme SAE communément définie par les autorités et les constructeurs automobiles), sans requérir de vigilance particulière de leurs conducteurs, les véhicules F se déplaçant à cheval sur les lignes de rive 4b ou 4c.
[0047] Les figures 2 et 3 illustrent une section transversale de la partie centrale de la route "a". On trouve au centre la glissière de sécurité béton 1 et deux caniveaux de déversoir 17b et 17c du type connu "tuyau à fente" en béton préfabriqué comprenant un tuyau d’évacuation 18 alimenté par des fentes d’écoulement situées dans les bandes dérasées 13b et 13c. Les caniveaux 17b et 17c sont enfouis de part et d’autre à la base de la glissière de sécurité béton 1. Les véhicules F2 et F4 ont leurs ensembles de roues gauches engagés dans les "gouttières" en "U" 21b, 21c comprenant :
• une surface de roulement 22 sensiblement parallèle et de préférence inférieure à la chaussée 12, reposant sur le caniveau de déversoir 17b ou 17c; • une branche supérieure du "U", du côté extérieur par rapport au véhicule F, formée par une surface latérale sensiblement verticale 23 qui peut servir avantageusement de pied de glissière de sécurité béton 1, cette surface 23 étant surmontée par une surface latérale conductrice "troisième rail" 24, sensiblement verticale et en retrait, montée sur un support isolant 25. Ce support isolant 25 pouvant avantageusement abriter les câbles 26, en moyenne tension, alimentant les sous-stations délivrant la très basse tension à la surface verticale conductrice 24.
• un rail continu 27 du côté intérieur par rapport au véhicule F fixé par l’aile de son profil laminé 29 sur le caniveau de déversoir 17 par des boulons 28 qui présente trois surfaces continues : o une surface continue inférieure 30, o une surface continue latérale 31 et o une surface auxiliaire de roulement supérieure 32, ces trois surfaces se trouvant en comiche sur la gouttière en "U" 21.
[0048] Sur le rail 27, une rampe 34 en pente douce sensiblement de la hauteur du rail 27, formée de segments de rampe est fixée sur l’aile d’attache du rail 29.
[0049] En conséquence, les surfaces latérales sensiblement verticales 23 et 31 servent de bordures latérales, en mode dégradé, pour maintenir les roues latérales sur le chemin de roulement par contact entre les flancs des pneumatiques des roues latérales 35 et 36, ou la bordure de la jante en cas de crevaison, et les surfaces latérales 23 et 31. Ce mode dégradé n'intervient qu'en cas de défaillance du dispositif de pilotage de la direction (non illustré) qui équipe déjà certains voitures possédant un mode de conduite automatisé de type 3. Avantageusement ce dispositif de pilotage de la direction est simplifié, ne nécessitant pas de reconnaissance optique, et pouvant se contenter d’une simple télémétrie de distance latérale par capteurs à ultrasons 33, par exemple, pour maintenir la roue avant 35 du véhicule centré sur la surface de roulement 22 en mode de circulation hautement automatisée suivant l’invention.
[0050] La figure 4 illustre un véhicule léger électrique F qui comporte les dispositifs nécessaires à la circulation en mode hautement automatisé selon l’invention. Il s’agit d’un véhicule circulant "à droite", comportant un ensemble de roues latérales gauches 16 comportant les dispositifs spécifiques à l’invention suivants :
• un dispositif de mesure de la distance latérale 33, avantageusement multi capteurs, situé de façon préférée en avant de la roue avant droite 35 ;
• un frotteur rétractable 37 situé en bas de caisse gauche ;
• un moyen de franchissement constitué de deux ensembles 8, chaque ensemble, comprenant une roulette 38, 39 relevable dont le bras de support 14 est actionné par le vérin 15, de préférence électriques, étant attaché aux fusées 9 des deux roues gauches 35 et 36 et ;
• un étrier de frein 40, situé en arrière de la roue arrière gauche 36.
[0051] Les figures 5-6, 7-8 et 9-10 illustrent la séquence de passage de la conduite conventionnelle sous la responsabilité du conducteur au mode de circulation hautement automatisée selon l’invention. La séquence inverse permet le désengagement du mode de circulation hautement automatisée selon l’invention à la conduite conventionnelle sous la responsabilité du conducteur.
[0052] Sur les figures 5 et 6, le véhicule F circule sur la voie conventionnelle 12b bordée par deux lignes de rive, discontinue à droite 3b et continue à gauche 4b. L’ensemble de capteurs de distance 33 mesure la distance qui sépare le véhicule F de la glissière de sécurité béton 1. Les roulettes 38 et 39 sont relevées ainsi que le frotteur rétractable 37 et l’étrier de freinage d’urgence 40 est relevé et se trouve derrière la roue 36. Si le système a détecté l’existence, par un système de géolocalisation par exemple, d’un aménagement de la bande arasée suivant l’invention, que la distance par rapport au rail béton 1 est égale à une certaine valeur et que la vitesse est suffisante, le changement de mode de conduite peut être engagé par le conducteur.
[0053] Sur les figures 7 et 8, le véhicule F, ayant engagé le changement de mode de conduite, se déporte sur la gauche de façon autonome tout en roulant en vitesse de croisière, les roues gauches 35 et 36 franchissent la ligne de rive 4b et montent sur la rampe 34, simultanément les roulettes 38 et 39 sont abaissées par la rotation des bras de support 14 actionnés par les vérins 15 et lorsque les roues 35 et 36 se trouvent à l’aplomb de la surface de roulement 22, les roulettes 38 et 39 en appui sur la surface supérieure de roulement 32 du rail 27 supportent temporairement la charge des roues 35 et 36. En se relevant les roulettes 38 et 39 déposent les roues 35 et 36 sur la surface de roulement 22.
[0054] Sur les figures 9 et 10, le véhicule F a déployé le frotteur rétractable 37 situé en bas de caisse gauche qui est entré en contact glissant/roulant avec la surface conductrice 24 qui pourra être avantageusement en aluminium pour minimiser les pertes par effet joule avec une surface de contact en acier, une brosse ou un contact roulant/glissant 56 (derrière le vérin 53) est en contact avec le rail 27 en acier pour établir le retour du courant et ainsi une alimentation électrique dynamique d’une puissance de l’ordre de 25-30 kW par véhicule est ainsi réalisé. Parallèlement l’étrier de freinage 40 a basculé et engagé le rail 27. La roulette 41, en appui sur le rail 27, maintient les garnitures 42 de l’étrier 40 en proximité des trois surfaces continues 30, 31 et 32 sans les toucher.
[0055] Avec la forte capacité de freinage d’urgence, supérieure à 1 g, indépendante des conditions d’adhérence pneu/chaussée car pinçant le rail 27 par l’étrier de freinage 40, les véhicules Fl, F2, F3 et F4, F5, F6 peuvent avantageusement se regrouper en peloton avec une distance inférieure à 1 m entre véhicule comme illustré sur la figure 1. Ceci permet une augmentation substantielle du débit des voies de circulation 12b et 12c par la mise en peloton de 2 ou plusieurs véhicules. En effet avec des pelotons de 3 à 4 véhicules, c’est une augmentation de 250 % du débit maximum en véhicules/heure qui passe d’environ 1 700 véhicules/heure à près de 6 000 véhicules/heure pour la voie de circulation équipée. Les dispositifs connus de mesure de distance rapprochée, par ultrasons par exemple, maintiennent des distances "intra-peloton" réduites entre véhicules permettant un gain en traînée aérodynamique substantiel.
[0056] Les véhicules ainsi regroupés peuvent néanmoins quitter le peloton à tout moment par un dispositif de communication entre les véhicules de type "Wi-Fi", "Bluetooth" ou similaire. En effet, avant un embranchement de voies séparées, et non une simple sortie qui nécessitera de toutes les façons une reprise du mode de circulation conventionnelle, si le véhicule doit prendre la branche de droite, il devra quitter le mode de circulation hautement automatisée et ne pourra réengager le mode de circulation hautement automatisée que lorsqu’il se sera engagé dans la branche de droite. Le véhicule souhaitant quitter le peloton informe les véhicules devant et derrière qui automatiquement réduiront ou augmenteront leur vitesse pour rétablir une distance réglementaire d’espacement de 2 secondes. Par exemple dans le cas de vitesse de l’ordre de 120 km/h c’est une dizaine de secondes qui seront nécessaires au rétablissement de cette distance réglementaire permettant la sortie du peloton et du mode de circulation hautement automatisée suivant l’invention. Lorsqu’une grande portion de la circulation se fera suivant le mode de circulation hautement automatisée selon l’invention et en cas de bonne détectabilité des lignes de rive, un véhicule équipé également d’une conduite autonome de niveau 3 pourra effectuer sans intervention du conducteur, mais sous sa vigilance, la manœuvre de désengagement des roues 35 et 36 de la gouttière 21 avant l’embranchement, puis le changement de file pour prendre en mode libre la branche droite de l’embranchement et ensuite le réengagement dans la gouttière 21 de la branche de droite. Des balises de référence implantées sur ces zones d’embranchement pourront aider le système autonome basique, puisque de niveau 3, à situer précisément le véhicule par rapport à l’infrastructure en cas de visibilité réduite (nuit, pluie, brouillard etc...).
[0057] Les figures 11, 12 et 13 illustrent la séquence de passage du mode de conduite conventionnelle sous la responsabilité du conducteur au mode hautement automatisé selon l’invention dans le cas d’un véhicule à hauteur de suspension variable, permettant ainsi avantageusement de réduire ou même annuler tout mouvement vertical et/ou de roulis de caisse lors de cette séquence. [0058] La figure 11 montre, en vue frontale, le véhicule F5 à "suspension de hauteur variable" circulant sur une voie conventionnelle 12c. Le dispositif de mesure de la distance latérale 33 mesure la distance qui sépare le véhicule F5 de la glissière de sécurité béton 1, la roulette 38 étant alors relevée ; si la distance mesurée a une certaine valeur, et la vitesse est suffisante pour s’intégrer dans le mode de circulation hautement automatisée, un changement de mode de conduite peut être enclenché par le conducteur.
[0059] Les figures 12 et 13 illustrent le véhicule F5 qui tout en roulant en vitesse de croisière va s’engager sur la gouttière 21 en se déportant sur la gauche, la roue avant gauche 35 franchit la ligne de rive 4b et lorsqu’elle monte sur la rampe 34, les suspensions côté droit 51 s’élèvent progressivement tandis que celles côté gauche 52 s’abaissent pour annuler le roulis, simultanément les roulettes 38 et 39 sont abaissées et lorsque les roues gauches 35 et 36 se trouvent à l’aplomb de la surface de roulement 22, la hauteur des suspensions des roues gauches 52 augmente pour déposer, doucement, la roue 35 et la roue 36 (masquée par la roue 35) sur la surface de roulement 22. La roulette 38 et la roulette 39 (masquée par la roulette 38) qui ont repris temporairement les charges des roues 35 et 36 se rétractent pour faire porter uniquement par les roues 35 et 36 le poids latéral du véhicule F5.
[0060] La figure 14 illustre notamment un système avantageux de jonction pour les sections de rail 29 qui forment le rail continu 27 de type tenon mortaise découvert. De ce fait l’extrémité avant de la section de rail 27 dans le sens de la circulation est en mortaise découverte 29b et l’extrémité arrière en tenon découvert 29a et l’assemblage pourra se faire par exemple par trois vis BTR freinées. Avantageusement l’extrémité du tenon 29a et la mortaise 29b seront inclinés dans les plans vertical et horizontal pour éviter une complète discontinuité sur la hauteur des surfaces dans un plan transversal. Ce système permet avantageusement une tolérance sur la longueur des sections de rail 29, facilitant leur entretien ou remplacement.
[0061] Les figures 14 et 15 illustrent le système de freinage d’urgence selon l'invention qui permet une circulation en peloton des véhicules légers à faible distance inter-véhicules. Ce système est particulièrement adapté pour mitiger le risque de collisions en fonctionnement hautement automatisé où la trajectoire et la vitesse sont hors du contrôle du conducteur et sa vigilance non soutenue. En effet, grâce à une exploration de la voie par radar ou toute autre méthode permettant de détecter les véhicules ou obstacles situés sur la trajectoire, le système de contrôle adapte la vitesse du véhicule, mais dans le cas de survenance impromptue d’obstacle fixe ou de véhicule arrêté/acci denté la capacité de forte décélération d’urgence, quelles que soient les conditions météorologiques, du véhicule solitaire ou de véhicules formant peloton selon l’invention, est ainsi bien supérieure à ce qui peut être obtenu par les moyens de freinage classique du véhicule qui sont limités par le coefficient de friction roue/chaussée habituellement inférieur à 1.
[0062] Sur la figure 14, la roue 36 du véhicule F vient d’être déposée sur le chemin de roulement 22 et l’étrier de freinage 40 est dans sa position de circulation en mode libre, basculé en oblique sur les axes 48 et 49 derrière la roue 36. Sur le support de l’étrier 45 solidaire du bras de suspension arrière gauche 47 on trouve un pion 46 qui correspond à un trou 44 sur l’étrier basculant 40.
[0063] Sur la figure 15, l’étrier de freinage 40 est engagé sur le rail continu 27 par rotation autour des axes 48 et 49 qui permettent une tolérance sur la hauteur, la roulette 41 maintenant les garnitures de freinage 42 équipant les trois faces de l’étrier à proximité immédiate des surfaces 30, 31 et 32 du rail continu 27. Le piston (ou les pistons) vertical 53 se trouve de préférence sur la partie supérieure de l’étrier 40. Le pion 46 du support 45 est engagé dans le trou 44 pour prévenir toute rotation de l’étrier par rapport au train arrière sur un axe transversal du fait de l’excentricité de l’étrier 40 par rapport à ses axes de basculement 48 et 49.
[0064] Les figures 16 et 17 illustrent les forces qui sont enjeu lors d’un freinage d’urgence de forte puissance qui engendre un couple en lacet du fait du décalage latéral entre la force de freinage 57 du véhicule, exercée sur le rail continu 27, et la force d’inertie 50 sensiblement dans le plan de symétrie longitudinal du véhicule. Ce couple est avantageusement repris par le couple entre :
• la force 54 exercée sur le contact entre le fond de l’étrier 40 sur lequel se trouve une garniture de freinage 42 et la surface 31 du rail continu 27, évitant tout possibilité de désengagement de l’étrier du rail 27 et
• la force 55 exercée par pression du frotteur rétractable 37, qui libre en déploiement latéral en fonctionnement en mode hautement automatisé, selon l’invention, pour exercer seulement une faible pression de captage de courant sur la surface conductrice 24 se trouve bloqué en rétraction lors de d’actionnement de l’étrier de freinage d’urgence.
[0065] La figure 18 illustre un exemple de passerelle « toboggan » aérienne 61 de site propre de faible coût du fait du faible poids des véhicules légers se déplaçant suivant le mode de circulation hautement automatisée selon l’invention, permettant le franchissement de zone urbaine, piétonne, route, autoroute, voie ferrée, rivière, etc....
[0066] La figure 19 illustre les faibles dimensions du tunnel 62 nécessaire à la circulation de site propre des véhicules légers se déplaçant suivant le mode de circulation hautement automatisée selon l’invention du fait du positionnement précis latéralement des véhicules. Le système selon l’invention apportant G avantage de laisser une grande liberté sur la largeur des véhicules par rapport à la solution basée sur des roulettes extérieures retenues par les projets "Tracline 65", "O Bahn" et plus récemment par la "Boring Company" d’Elon Musk. [0067] Les dispositifs décrits précédemment de l’invention, permettant l’entrée et la sortie latérales du mode de circulation hautement automatisée selon l’invention sur une infrastmcture routière en cohabitation avec des véhicules circulant en mode libre, sont particulièrement avantageux pour résoudre le problème posé par l’entrée et la sortie de voies en site propre, exclusivement réservées aux véhicules légers, comme illustrées sur les figures 18 et 19.
[0068] La description et les dessins illustrent une circulation "à droite" mais il sera évident pour l’homme de l’art que ce système est également valable pour une circulation "à gauche". Egalement, le mode hautement automatisée de circulation automobile n’est pas restreint à G électromobilité ou à la propulsion hybride et l’on peut concevoir que des véhicules thermiques puissent profiter des avantages de la conduite hautement automatisée et de la circulation en peloton dans des zones où l’électrification de la route ne sera pas économiquement viable.
[0069] Un avantage substantiel de la mobilité routière augmentée, selon l'invention, est de permettre de réaliser, sans lourds investissements, une transition entre la circulation des véhicules en mode libre et en mode de circulation hautement automatisée selon l’invention sur les infrastructures existantes.
[0070] Lorsqu’une proportion substantielle du parc automobile sera équipée pour circuler en mode de circulation hautement automatisée, et du fait de la faible largeur de l’emprise au sol d’une voie de circulation guidée selon l’invention qui permet des infrastructures de dimensions réduites comme illustré sur les figures 18 et 19, on pourra sur une double voie séparée ou autoroute à deux voies créer une voie supplémentaire en site propre sans nécessiter de réels travaux d’infrastructure par un faible décalage de la position des lignes de rive ou une réduction limitée de la largeur de la voie.
[0071] Un autre avantage substantiel de la mobilité routière augmentée selon l'invention est la réduction de la taille de la batterie des véhicules "100% électriques" qui pourront désormais se limiter à une capacité nécessaire pour couvrir entre recharges une distance inférieure à 100 km, représentant une division par un facteur de 3 à 5 du poids des batteries avec un impact sur le poids, le coût, la nécessité de renforcer le véhicule de conception thermique et l’impact environnemental qu’imposent à ce jour la taille des batteries de dernière génération sur l’électro mobilité en "circulation libre".
[0072] Il va de soi que les dispositifs selon l'invention peuvent être adaptés à d’autres configurations de route à voies séparées, notamment des routes à une seule voie dans chaque sens, d'autres formes de gouttières et de rails ou à d'autres structures de véhicules et les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières en aucun cas limitatives des domaines d'application de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Système de circulation pour véhicules automobiles (F) comportant sur le côté d'une voie de circulation (12b, 12c) un chemin de roulement de site propre (21), en forme de gouttière en "U", accueillant en conduite hautement automatisée un des ensembles de roues latérales (16) d’un véhicule, comprenant :
- une surface de roulement (22) sensiblement parallèle à la surface de la chaussée de ladite voie de circulation (12b, 12c),
- deux surfaces latérales (23, 31) situées de part et d’autre et au-dessus de ladite surface de roulement (22), l’une externe (23) et l’autre interne (31) par rapport à l’emprise au sol dudit véhicule (F), lesdites surfaces latérales (23, 31) étant sensiblement perpendiculaires à ladite surface de roulement (22), ladite surface latérale interne (31) préservant la garde au sol courante des véhicules automobiles, caractérisé en ce que lesdites surfaces latérales (23, 31), dudit chemin de roulement (21), sont sensiblement continues longitudinalement et que le système comprend un moyen de franchissement, par déplacement latéral, de ladite surface latérale interne (31) par ledit ensemble de roues latérales (16), à vitesse soutenue.
[Revendication 2] Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de franchissement latéral de ladite surface latérale interne (31) est constitué par une rampe (34), globalement en pente douce perpendiculairement au sens de circulation, qui relie ladite chaussée (12) à l’extrémité supérieure de ladite surface latérale interne (31).
[Revendication 3] Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de franchissement latéral de ladite surface latérale interne (31) est obtenu en disposant ladite surface de roulement (22) dudit chemin de roulement de site propre (21) à une hauteur inférieure à ladite chaussée (12).
[Revendication 4] Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de franchissement latéral de ladite surface latérale interne est obtenu par la combinaison :
- d’une rampe (34), globalement en pente douce perpendiculairement au sens de circulation, reliant ladite chaussée (12) à l’extrémité supérieure de ladite surface latérale interne (31) et
- de la disposition de ladite surface de roulement (22) dudit chemin de roulement de site propre (21) à une hauteur inférieure à ladite chaussée (12).
[Revendication 5] Système selon une des revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite extrémité supérieure de ladite surface latérale interne (31) comprend une surface auxiliaire de roulement (32), sensiblement parallèle à la surface de roulement (22).
[Revendication 6] Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que la roue avant (35) dudit ensemble de roues latérales (16) est équipé d'un moyen de support auxiliaire (8) capable, en roulant à vitesse de croisière, de soulager temporairement la charge de ladite roue avant (35) en prenant appui sur ladite surface auxiliaire de roulement (32), ledit moyen (8) étant rétractable par déplacement entre une position haute, où il préserve ladite garde au sol du véhicule et une position basse où son point de contact inférieur est sensiblement à la même hauteur que le point de contact de la dite roue avant avec la chaussée (12).
[Revendication 7] Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit moyen de support auxiliaire (8) comprend au moins une roulette (38) montée sur un bras de support (14) articulé sur la fusée d'essieu (9) de la roue avant (35) dudit ensemble de roues latérales (16).
[Revendication 8] Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite surface latérale interne (31) et ladite surface auxiliaire de roulement (32) sont portées par un rail continu (27).
[Revendication 9] Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit rail, comporte une troisième surface (30) en comiche, sensiblement parallèle et en dessous de ladite surface auxiliaire de roulement (32), ladite troisième surface (30) et ladite surface auxiliaire (32) pouvant être pincées par un étrier de freinage (40) d'urgence relié à la stmcture du véhicule (F) pour générer une force de freinage, par friction sur ledit rail (27), pouvant atteindre en urgence une valeur élevée supérieure à 1 g (9,81 m/s2), indépendamment du coefficient d’adhérence entre roue (35, 36) et chaussée (12).
[Revendication 10] Système selon la revendication 7, en combinaison avec l’une des revendications 2 ou 4 caractérisé en ce qu’au moins ledit ensemble de roues latérales (16) est équipé de suspensions à hauteur variable (51, 52) et que les hauteurs desdites suspensions (51) :
- diminuent durant la montée latérale de la dite rampe (34) en pente douce, ledit moyen de support auxiliaire se trouvant alors abaissé lorsque l’ensemble de roues latérales (16) se déplace sur la surface auxiliaire de roulement (32) pour se positionner à l'aplomb dudit chemin de roulement (21) de site propre, puis
- augmentent pour déposer la roue sur ladite surface de roulement (22), ledit moyen de support (8) se relevant simultanément, résultant en une limitation ou même une annulation du roulis de caisse du véhicule lors des entrées latérales, à vitesse soutenue, sur ledit chemin de roulement (21) de site propre, la séquence inverse étant utilisée lors de l’extraction desdites roues (35, 36) pour quitter ledit chemin de roulement de site propre (21).
[Revendication 11] Système selon la revendication 1, caractérisé par la présence, préférablement en avant dudit ensemble de roues latérales (16), d'un capteur de mesure de la distance latérale (33), dudit ensemble (16) par rapport à au moins une desdites surfaces latérales externes (23, 24), ladite distance latérale pilotant le dispositif de direction du véhicule pour maintenir, en roulant, lesdites roues latérales (35, 36) dudit ensemble de roues latérales (16) globalement centrées sur ledit chemin de roulement de site propre (21).
[Revendication 12] Système selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’un "troisième rail", alimenté par un pôle d’une source électrique, présente une surface latérale de contact (24) extérieure audit chemin de roulement (21), le retour vers ladite source étant réalisé par ledit rail continu (27) conducteur, et en ce que le véhicule est équipé de moyens connus pour établir une connexion électrique en roulant par contact glissant/roulant (37, 56) avec ledit "troisième rail" (24) et ledit rail continu (27).
[Revendication 13] Système selon la revendication 9, en combinaison avec la revendication 12 caractérisé en ce que le couple de lacet généré par le freinage d'urgence entre :
- la force d’inertie (50) sur l’axe longitudinal du véhicule, sur lequel se trouve sensiblement le centre de gravité dudit véhicule, et
- la force de freinage (49), sur ledit rail (27), est repris par le couple généré par les forces latérales formées par :
- la force de contact (55) par ledit contact glissant/roulant (37) sur ledit " troisième rail" (24) située à l'extérieur dudit chemin de roulement et positionnée en avant dudit étrier de freinage d'urgence (40), et
- la force de contact latéral en fond d’étrier (54) engageant ledit étrier de freinage (40) sur ledit rail (27).
[Revendication 14] Méthode pour entrer et sortir par déplacement latéral, à vitesse soutenue, d’un mode de circulation d’un véhicule automobile sur chaussée libre à un mode de circulation hautement automatisée restreint à une seule voie de circulation, comprenant un chemin de roulement de site propre, en forme de gouttière en "U" (21) et placé en bordure de ladite chaussée libre, pouvant recevoir un ensemble des roues latérales (16) dudit véhicule automobile (F) par "dépose verticale" pour entrer et "extraction verticale" pour sortir, ledit ensemble de roues latérales (16) étant équipé de roulettes rétractables (38, 39), fixées de manière rétractable verticalement aux faces intérieures des fusées des roues (9), la partie inférieure desdites roulettes se trouvant, en position basse, sensiblement à la hauteur du contact roue-chaussée, comprenant les étapes : pour entrer :
1. se rapprocher latéralement dudit chemin de roulement (21) par action sur la direction du véhicule,
2. abaisser lesdites roulettes rétractables (38, 39) pour supporter temporairement, par appui sur une surface auxiliaire de roulement (32) d’un rail continu (27), le poids du véhicule supporté par ledit ensemble de roues latérales (16) lorsque ledit ensemble de roues latérales (16) se trouve à l’aplomb dudit chemin de roulement de site propre (21),
3. relever lesdites roulettes (38, 39) pour déposer verticalement ledit ensemble de roues latérales (16) sur ledit chemin de roulement de site propre (21); et pour sortir :
1. abaisser lesdites roulettes (38, 39) qui prenant appui sur ladite surface auxiliaire de roulement (32) dudit rail continu (27) lèvent verticalement ledit ensemble de roues latérales (16) dudit chemin de roulement de site propre (21),
2. actionner la direction pour déplacer latéralement vers la chaussée libre (12) ledit ensemble des roues latérales (16),
3. poursuivre le déplacement jusqu'à ce que ledit ensemble de roues latérales (16) se retrouve sur la chaussée libre (12), lesdites roulettes étant alors rétractées vers le haut pour restituer la garde au sol du véhicule et permettre une circulation conventionnelle sur chaussée libre.
[Revendication 15] Méthode selon la revendication 14, caractérisée en ce qu’au moins ledit ensemble de roues latérales (16) est équipé de suspensions à hauteur réglable (51, 52) et en ce que les étapes pour :
- "entrer" comprennent durant l’étape 3 : la hauteur de suspension dudit ensemble de roues latérales (16) augmente simultanément à la rétraction desdites roulettes (38, 39) ;
- "sortir" comprennent durant l’étape 1 : la hauteur de suspension dudit ensemble de roues latérales (16) diminue simultanément à l’abaissement desdites roulettes (38, 39).
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