Brevet FR2605579A1 — publié le 19880429

SYSTEME DE DIRECTION PERFECTIONNE POUR VEHICULE AUTOMOTEUR OD NT AU MOINS DEUX ESSIEUX DIRECTEURS Certains véhicules automoteurs, principalement à usage agricole, possèdent deux essieux directeurs, c'est le cas dans le dispositif décrit dans le brevet NO 2544163 du 13 Avril 1984 au nom de MM FRIEDRICKSEN et CULAS Le but de la présente invention est de proposer des moyens de contrôle plus perfectionnés et d'utilisation plus simple et plus sure. Le système s'applique généralement aux véhicules automoteurs, principalement à usage agricole, et en particulier aux véhicules porteurs de pulvérisateurs. Pour ceux-ci, l'utilisation de quatre roues directrices présente plusieurs avantages. 10 dans les virages en bout de champ, le rayon est réduit en braquant les roues arrières en opposition des roues avant. 20 dans les pentes transversales, la possibilité d'orienter les roues arrières en parallèle des roues avant permet d'assurer une progression en ligne droite quelle que soit la pente. 30 naturellement, sur route et dans les grandes vitesses de déplacement il est préférable de n'utiliser que les seules roues avant pour la direction - les roues arrière restant en position droite centre'es. Ces trois modes de direction sont connus. Dans les systèmes connus, la liaison entre les directions des essieux avant et arrière est généralement assurée mécaniquement ou hydrauliquement, ce qui rend très difficile le passage d'un mode à un autre, puisqu'il faut garder le synchronisme ainsi que le blocage des roues arrières pour la route en position centrée. Dans un système plus évolué, l'orientation des roues avant et arrière est contrôlée électroniquement mais le choix se fait uniquement par une commande manuelle, ce qui rend difficile les manoeuvres pour obtenir les virages courts et il n'y a aucune sécurité automatique et store, pour bloquer les roues arrière aux grandes vitesses. Dans le brevet 8519108 du 20Décembre 85-au nom des demandeurs, il est proposé d'adjoindre une pédale commandant le mode "virage" avec rappel automatique au mode antérieur et d'autre part un levier lié à la commande des vitesses qui amène les roues arrière en position centrée et interdit toute autre modification du mode de direction. La facilité et la sureté d'emploi sont grandement accrues, mais il se trouve des cas ou la commande de devers par asservissement direct ne donne pas entière satisfaction. Suivant une caractéristique de la présente invention, il est prévu un moyen complémentaire agissant pour définir l'orientation des roues de l'autre essieu (arrière par exemple). Dans une première forme de réalisation, l'invention prévoit un moyen de réglage, à la disposition du conducteur, qui influe sur la commande, de telle suçon que dans le mode "parallèle" - pour les travaux sur devers, c a d en pente transversale - l'angle d'orientation des roues arrières corresponde a' celui des roues avant, mais affecté d'un facteur de réduction réglable de telle sorte que pour un mime angle de braquage des roues avant, des roues arrière puissent prendre un angle d'orientation allant de la similitude avec celui des roues avant jusqu'à un écart se rapprochant du zéro, et qui ramène les roues arrière près ou à la position centrée. Ceci permet de maintenir une progression en ligne droite, les roues arrière passant dans la trace des roues avant, ce qui ramène les dégats au minimum. En effet, il est apparu que pour de nombreuses raisons, la charge sur les pneus avant et arrière peut être différente = par exemple = = Répartition des paids, par variation du remplissage partiel de la cuve d'un pulvérisateur = Effet de la pente sur la répartition d'un même poids sur les essieux arrière et avant - l'un est rigidement lié au chassis alors que l'autre y est articulé à rotation pour s'adapter aux dénivellations du terrain. D'autre part, l'adhérence motrice et/ou directrice des différentes roues peut être variable dans des proportions importan- tes suivant l'état du sol, son humidité ou sa sécheresse, et l'importance de la pente. La solution proposée par ce perfectionnement permet au chauffeur de pallier à ces variations en modifiant le réglage de proportionnalité d'angle pour obtenir une marche correcte en ligne en ligne droite. Une autre forme de réalisation consiste à prévoir un mode de direction manuelle, par exemple pour orienter les roues arrière dans une pente transversale, mais en gardant toujours l'action du moyen commandant l'orientation temporaire pour les virages et celle du moyen interdisant tout mouvement de ces roues arrières, et qui est par exemple lié à la gamme de vitesses choisie, mais avec une caractéristique nouvelle de l'action de la pédale. Ce mode de direction manuelle permet de doser l'inclinaison de l'essieu arrière suivant la pente et les réactions du véhicule - une caractéristique importante de ce mode de réalisation est qu'une action sur la pédale permet de passer en mode "virage", mais lorsque la pédale revient à sa position de point mort, elle commande le retour en position centrée de l'essieu arrière ce qui permet à la suite d'un virage, généralement d'un demi-tour, de repartir droit sans avoir à annuler la correction antérieure, et d'effectuer si nécessaire la nouvelle correction - car après un demi-tour la pente se trouve inversée. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante et des dessins annexés dans laquelle : Fig. 1 - Disposition générale suivant un mode de réalisation Fig. 2a- Disposition schématique d'un mode de réalisation d'un perfectionnement et détaillée Fig.2b - Disposition schématique différente d'un autre mode Fig. 3 - Abaque montrant le mode d'action des modes des figures 1 et 2a et 2b Fig. 4 - Disposition schématique d'un autre mode de réalisation d'un perfectionnement de l'invention. Fig. 5 - Disposition schématique d'un autre perfectionnement Sur les figures 1, sont représentés, en 1 et 2, les capteurs qui saisissent les informations sur l'orientation des roues avant 1 et arrière 2. Ils sont alimentés par les liaisons 3 et 4 et envoient leurs informations par les liaisons 5 et 6. La liaison 5 est reliée directement au comparateur 7 alors que la Liaison 6 est reliée à travers différents contacts à la boite de programmation représentée schématiquement en 8. Schématiquement, le programmateur 8 comprend un sélecteur qui permet de choisir un des modes à savoir a - roues parallèles - pour terrain en pente transversale b - roues avant directrices - roues arrière centrées pour le travail à plat, bloquées pour la route c - roues en opposition pour les virages courts La liaison 6 est schématiquement représentée aboutissant à ce sélecteur 9 mais la liaison 6 comporte en outre un premier inverseur 10 et ensuite un deuxième Il - avant d'atteindre le programmateur 8 par l'entrée 12. L'inverseur 10 est commandé par le levier 13 qui commande les gammes haute et basse. Lorsque le levier est en - H - (gamme haute) pour les grandes vitesses, l'inverseur 10 bascule et la liaison 6, par la liaison 17 arrive dans le programmateur 8 par l'entrée 12 qui commande la disposition b - roues arrière bloquées - et centrées - roues avant seules directrices. L'inverseur 11 est commandé par une pédale 16 et conduit la liaison 6, par la liaison 14, vers la borne 15 qui commande l'orientation roues " en opposition " pour virage court. Comme l'inverseur 10 du levier 13 est le premier, c'est lui qui a la priorité, une action sur la pédale 16 de l'inverseur 11 n'aura d'effet que si le levier 13 est en gamme basse - B A la sortie du comparateur 7, deux liaisons 18 et 19 condui- sent aux electro-aimants 20 et 21 qui actionnent 1 l'électrovalve 22 qui conduit le fluide sous pression de la pompe 23 à l'une ou l'autre chambre du vérin 24, commandant de façon connue l'orientation des roues arrière dans un sens ou dans l'autre. La direction de l'essieu avant, non représenté, est assurée de façon connue par un volant et un circuit indépendant. On comprend ainsi qu'une action sur la pédale 16 fait passer temporairement le mode de braquage, si le mode choisi par le sélecteur 9, est en a ou b, en position virage court 8 - c et qu'une action sur le levier de vitesse 13 a la priorité sur toute information venant soit du sélecteur 9 soit de la pédale 16, et commande le mode - 8 c - roues arrières centrées et bloquées, roues avant seules directrices. Si l'action sur la pédale 16 cesse, ou si le levier 13 est ramené en B, on retrouve le mode choisi antérieurement. Comme il a été indiqué précédemment, il est apparu très utile, pour tenir compte des particularités de l'utilisation de pouvoir doser l'action des roues arrières directrices dans le cas de devers. Un premier perfectionnement suivant le brevet, consiste à disposer un moyen permettant d'agir sur la loi définissant 1 'orien- tation des roues arrières - en comparaison de celle des roues avant. Ainsi on peut, par exemple, réduire l'angle lorsque le terrain est léger et que la charge est réduite. La figure 2 montre la variation de la loi de proportionnalité entre l'angle d'orientation des roues avant et celui deys roues arrière. L'abaque montre les angles d'orientation en Y pour les roues avant, en X pour les roues arrière. Si le rapport est de 1/1, suivant ia droite O A, pour un angle des roues avant Y1, les roues arrière s'orientent suivant X1, ce qui est le fonctionnement déjà décrit, mais si on se déplace sur une droite OB, par le même angle Y1 des roues arrières 'orienteront suivant X2 - (inférieur à Xl > Si on déplace sur la droite C, l'angle des roues arrières sera X3 - supérieur à X1 Chacune de ces dispositions, peut etre suivant le but recherché, appliquée soit au capteur avant 1 soit au capteur arrière 2. modifiant la partie a de la Fig 1 La fig. 2 montre par exemple un capteur avant comprenant un potentiomètre 1 délivrant l'information de l'orientation en 5. L'alimentation étant réalisée par les liaisons 3 et 4 - Au potentiomètre 1 sont accoue'es des résistances réglables 26 et 27, qui sont réglées simultanément par la commande 28 - Par exemple ,à titre explicatif, si on prend la valeur du potentiomètre 1 pour Rî et ceux des potentiomètres 26 et 27 égaux à R 26, la variation de tension dans 5 sera proportionnel dans le montage normal à 1 et R1 avec les potentiomètres 26 et 27 dans le circuit à 1 'R1 + 2 R 26 qui est plus faible, donc l'asservissement conduira à ce que l'angle d'orientation des roues AR soit plus faible.A titre d'autre exemple, on peut aussi utiliser un dispositif qui augmente les variations de tension du potentiomètre arrière - ce qui se produirait sur la Fig. 3 en utilisant la courbe B remplaçant la partie b de la Fig 1 A la sortie du capteur 2, Fig. 2 b, de l'essieu AR, on dispose sur la liaison 6 d'un amplificateur 29 qui amplifie les signaux du capteur 2 par le moyen d'une réaction créée avec la résistance 30 et pilotée par la résistance ajustable -31 - ce montage simple est particulièrement adapté à l'utilisation d'une alimentation symétrique. Pour la compréhension, il a été représenté des inverseurs mécaniques 10 et 11, mais naturellement, toutes ces fonctions (capteurs 1 et 2, programmateur 8, inverseurs 10 et 11,) peuvent être réalisés électroniquement, le mode d'action restant semblable. De même, il est aussi possible à partir de la détection du dépassement d'une vitesse d'avancement définie, de réaliser l'action de l'inverseur 10. Un autre perfectionnement de l'invention est représenté schématiquement par la Fig. 4 Le programmateur 8 n'est plus nécessaire et le choix du mode de direction arrière peut être commandé seulement par le levier 13 et la pédale 16 - auxquels on peut adjoindre une signalisation de repérage du mode de direction réellement utilisé L'alimentation figurée en 32 est sous la dépendance du levier 13 par l'interrupteur 10 qui dirige soit en position H vers l'ordonnateur 33 - qui commande " roues arrière centrées et bloquées " par les liaisons 18a et 19a, soit en position B - vers le manipulateur 34 et l'alimentation 35 vers la pédale 16 Le manipulateur 34 permet d'intervenir directement par les liaisons 18 et 19 sur les électrovannes 20 et 22commandant l'orientation des roues arrière, dans le sens et avec l'amplitude désirée ce qui permet au conducteur de doser l'effet de direction suivant les conditions. Lorsque le levier 13 est en position B, la pédale 16 est alimentée et en service - c'est à dire qu'une action sur la pédale 16 amène les roues arrière en position " virage ", les deux capteurs avant 1 et arrière 2, commandant au calculateur 7, l'orientation nécessaire des roues arrières par les liaisons 18 b et 19b Lorsque l'action sur la pédale 16 cesse, une disposition particulière et très utile de la réalisation suivant l'invention, prévoit que toute interruption de l'action sur cette pédale 16 se traduit par une commande -( figurée schématiquement en front descendant - 37 - en opposition du front montant 36 lors de l'action sur la pédale) remplaçant la consigne du capteur avant 1 par la référence avec une valeur réglable, telle celle de l'ajustable 32 indiquant au comparateur 7 la position centrée des roues arrières contrôlées par le capteur 2.Les liaisons 18 c et 19 c assurant le contrôle de l'électrovanne 22. Ainsi les manoeuvres sont beaucoup plus simples et sûres. Car après chaque action sur la pédale - correspondant à un virageles roues arrières se remettent ensuite en position centrée, ce qui est nécessaire, puisque la pente change de sens après un virage. La Fig. 6 représente schématiquement une signalisation indiquant la position des roues arrière pour faciliter la conduite. Un calculateur 41 alimenté en 39 est piloté par la liaison 6 du capteur d'orientation des roues arrières 2 - A chaque position des roues correspond soit l'allumage d'une lampe ou diode ou celle d'une barre. Pour mieux expliciter la position centrée, une diode 40 indépendante du calculateur matérialise cette position. Naturellement, cette réalisation n'est donné qu'à titre illustratif et tous équivalents techniques peuvent être utilisés sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 ) Système de direction pour véhicule comportant au moins deux essieux directeurs, les roues d'un essieu (avant par exemple) étant orientées directement par un système complu de direction alors que les roues de l'autre sont sous la dépendance d'un asservissement pouvant être utilisé suivant différents modes, par exemple soit roues d'un essieu (avant) directeur, celles de l'autre (arrière) fixes, soit toutes les roues orientées dans le même sens (devers), soit orientées en opposition (virages), soit roues d'un essieu (avant) directeur, roues de l'autre (arrière) essieu centrées et bloquées.Il comporte d'une part au moins un premier moyen d'action(tel que la pédale 16 ou- le levier 13) agissant pour modifier pendant son action le mode d'asservissement utilisé et est caractérisé en ce que, en outre, il est prévu un moyen permettant soit de modifier de façon réglable la proportion nalité de la recopie des angles d'orientation du deuxième essieu tel l'arrière - par rapport à l'autre essieu (avant) soit permet tant d'agir directement, tel le commutateur 34, sur l'orientation du deuxième essieu (arrière par exemple) ces deux possibilités pouvant être combinées. 20) Système de direction tel qu'en 10 dans lequel l'indication fournie par le capteur (1) lié à un essieu (avant parexemple) se trouve diminué suivant une loi définie (comme par exemple par les résistances 26-27) 30) Système de direction tel qu'en 10 dans lequel l'indication, utilisée pour le contrôle, du capteur 6 (AR par exemple) de l'essieu non dirigé directement, se trouve augmentée suivant une loi définie (comme par exemple par le comparateur 29 et la boucle 30-31) 40) Système tel qu'en 2 et/ou 3 dans lequel la loi régissant la modification de l'indication du ou des capteurs considérés, soit 1 - soit 6) est réglable - entre un maximum tel que les roues soient parallèles et un minimum où les roues restent sensiblement fixes et centrées. 50) Système tel qu'en 4 dans lequel le réglage de la modification de l'indication du ou des capteurs considérés (1 et 6) est opéré par l'action d'un ou plusieurs potentiomètres réglables (tels 26-27-31) 60) Système de direction tel qu'en 10 dans lequel au moins un moyen intervient par son action pour amener les roues de l'essieu (AR par exemple) en position droite, centrées 70) Système de direction tel qu'en 1 dans lequel un premier moyen, tel la pédale 16, modifiant pendant son actionnement le mode d'asservissement utilisé, entraine la disposition "virages" -(roues arrières en opposition des roues avant) 80) Système de direction tel qu'en 70 dans lequel le premier moyen (tel la pédale 16) est réalisé sous forme d'un organe ayant une position de rappel automatique. 90) Système de direction tel que défini en 80 dans lequel le retour de l'organe à sa position de rappel automatique agit sur la commande des roues (AR par exemple) pour les ramener, (si elles n'y sont pas) en position droite - centrées 10 ) Système de direction suivant l'une quelconque des revendications 1 7-8-9 caractérisé en ce que le deuxième moyen (tel le levier 13) agissant sur la loi d'asservissement de l'autre essieu (AR par exemple) par rapport au premier (avant par exemple) est lié au choix d'au moins une combinaison de la gamme des vitesses. 11 ) Système de direction suivant l'une quelconque des revendications 1-7-8-9 - dans lequel le deuxième moyen agissant sur la loi d'asservissement de l'autre essieu (AR par exemple) par rapport au premier (AV par exemple) est lié au dépassement par la vitesse d'avancement d'une valeur prédéterminée. 120) Système de direction tel qu'en 10 et/ou 11 dans lequel, dans cette position, toute modification du mode d'asservissement ou de commande directe à partir de la position roues droites centrées soit impossible. 130) Système de direction selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 caractérisé en ce que un moyen d'affichage permet au conducteur de connaltre la position des roues du deuxième essieu (tel arrière) non dirigé directement, la position roues droites centrées pouvant être spécialement indiquée comme repére (40)