Brevet FR2640929A1 — publié le 19900629

L'invention a pour objet un système de direction d'une automobile dont les roues avant et arrière sont directrices, dans lequel on peut sélectionner, par I'intermédiaire d'un dispositif manuel de commande et en dessous d'une valeur v0 de référence située dans la plage inférieure de la vitesse du véhicule, ou lorsque la marche arrière ou le premier rapport de marche avant est engagé, au moins un rapport positif fixe entre l'angle de braquage des roues avant et celui des roues arrière, ce rapport étant maintenu indépendamment de la vitesse du véhicule et facilitant, grâce au braquage des roues avant et arrière dans le même sens, entre autres choses, la manoeuvre de stationnement du véhicule dans une file de voitures garées dans le sens longitudinal ; un tel système est connu, par exemple, de par le document DE-OS 3 438 084. Dans le cas du système de direction connu, le braquage des roues arrière engendré par l'action du volant de direction est commandé en principe de façon traditionnelle en fonction de la vitesse du véhicule, de telle manière qu'en dessous d'une valeur de référence prédéterminée de la vitesse, les roues arrière braquent en sens inverse par rapport aux roues avant, et qu'au-dessus de cette valeur de référence, elles braquent dans le même sens, le rapport de démultiplication (rapport angulaire) entre l'angle de braquage des roues avant et celui des roues arrère étant variable en fonction de la vitesse. Grâce à ce principe connu de conception du système de direction, l'on cherche å obtenir, entre autres choses, et contrairement aux véhicules traditionnels à un essieu directeur unique, une réduction du rayon de braquage et - & BR Le système connu de direction prévoit également un dispositif de commande activé manuellement, qui permet de suspendre, à basse vitesse, la commande normale du braquage des roues arrière en sens contraire par rapport à celui des roues avant, et la variation, en fonction de la vitesse, du rapport angulaire entre l'angle de braquage des roues avant et arrière, et de définir au contraire un rapport angulaire fixe, c'est-à-dire constant et, en particulier, un rapport positif, avec lequel les roues avant et arrière pivoteront donc dans le même sens. Le fait de pouvoir braquer les roues arrière à basse vitesse dans le même sens que les roues avant, au lieu de les braquer en sens contraire comme ctest générale- ment le cas, doit permettre au conducteur du véhicule de garer plus aisément son véhicule dans une file de voitures garées en sens longitudinal ou alors de s'approcher latéralement d'un objet voisin ; le but de cette configuration spécifique d'utilisation, avec les roues avant et arrière orientées dans le même sens, est sans doute de rentrer le véhicule diagonalement dans la place de stationnement, de la façon qui est connue en particulier dans le domaine des engins de terrassement et de chantier sous le nom de marche "en renard ou en crabe". Avec le véhicule connu, l'on appuie sur une de plusieurs touches de sélection, pour sélectionner, selon les besoins, l'un de plusieurs rapports angulaires fixes enregistrés dans un ordinateur de bord (système à microprocesseur), ce qui provoque - à condition que la vitesse soit inférieure à la valeur de référence prédéterminée ou que, par exemple, la marche arrière ou le premier rapport de marche avant soit engagé - la suspension du programme de commande normalement actif dans l'ordinateur de bord, qui donnerait un braquage des roues arrière en sens contraire par rapport aux roues avant, et déclenche, au contraire, l'exploitation du système avec un rapport fixe choisi, éventuellement positif, de telle sorte que les roues arrière braquent alors dans le même sens que les roues avant. Le but de l'invention est de perfectionner davantage un système de direction du genre cité en introduction, de façon à permettre et à faciliter encore l'engagement du véhicule dans un emplacement réduit au minimum. Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à un dispositif électronique de commande et de régulation (ordinateur de bord, en particulier microprocesseur) qui, lorsqu'il a été activé au moyen du dispositif de commande, actionne automatiquement des éléments de commande de la direction comme de la boite de vitesses (marche avant/marche arrière), du système d'alimentation en carburant du moteur, et du frein de service, de telle façon que, d'une part, les roues avant et arrière braquent dans le même sens et de la même valeur (rapport angulaire 1), jusqu'd un angle de braquage habituel de l'ordre de 45 , alternativement dans un sens, puis dans l'autre, et que, d'autre part, chaque inversion de l'orientation des roues soit accom pagnée d'une inversion du sens de marche (marche avant/marche arrière). Ainsi, selon l'invention, les roues avant et arrière braquent, pour effectuer l'engagement, ou lors de l'engagement dans une place de stationnement dans une file de voitures garées longitudinalement, dans le même sens et de la même valeur, ceci étant effectué alternativement dans un sens, puis dans l'autre, le changement d'orientation des roues étant accompagné d'un changement du sens de marche du véhicule. De cette manière, le véhicule est déplacé alternativement diagonalement en avant et diagonalement en arriere jusqu'd ce qu'il soit rentré dans la place latérale de stationnement. Les manoeuvres de stationnement s'effectuent automatiquement grâce au fait que, par le déclenchement manuel du système de commande, l'on met en action un dispositif électronique de commande et de régulation qui, par l'intermédiaire et à l'aide de microprocesseurs connus (ordinateur de bord), modifie automatiquement la position des éléments de commande aussi bien de la direction que de la boite de vitesses, du système d'alimentation en carburant du moteur, et du frein de service, cela étant réalisé de telle façon que les roues avant et arrière pivotent alternativement, et de la même valeur, dans un sens et dans l'autre, et que, simultanément avec les inversions d'orientation des roues, l'on engage alternativement le premier rapport de marche avant ou la première plage de marche avant, et la marche arrière ou la plage de marche arrière de la boite de vitesses, et qu'en même temps le véhicule soit accéléré jusqu'd 2 m/s, par exemple, et soit ensuite freiné de nouveau. Du fait des braquages alternatifs des roues avant et arrière dans le même sens et de la même valeur, accompagné des inversions de sens de marche, le véhicule se déplace en marche en renard ou en crabe de façon quasiment perpendiculaire à son axe longitudinal, comme l'illustre de manière schématisée la figure 1. I1 apparaît que cette manoeuvre de positionnement est, à peu de choses près, aussi efficace que la proposition - non réalisable sur les automobiles - qui consiste à faire pivoter les roues de 90 et à déplacer le véhicule ensuite transversalement. Un véhicule équipé d'un système de direction réalisé selon l'invention peut se garer dans une place réduite au minimum, sans que les parties avant ou arrière du véhicule ressortent alors et gênent la circulation. La place nette requise pour la manoeuvre de positionnement est extrêmement réduite aussi bien dans le sens longitudinal que dans le sens transversal. La place requise pour les manoeuvres de positionnement dépasse l'encombrement proprement dit du véhicule de seulement 0,5 m environ dans le sens longitudinal du véhicule et d'un peu plus de la largeur du véhicule dans le sens transversal.Dans le sens longitudinal, il suffit de seulement 0,3 m environ pour la réalisation du positionnement, voire l'exécution des manoeuvres, alors qu'il convient de prévoir environ 0,1 m de distance de sécurité respectivement à l'avant et à l'arrière. De manière analogue, une marge de l'ordre de 0,1 m est nécessaire dans le sens transversal pour des raisons de sécurité et pour tenir compte des tolérances, ceci peut toutefois varier selon chaque cas. L'efficacité du système de direction réalisé selon l'invention, lors des manoeuvres de positionnement dans une place de stationnement dans une file de voitures garées longitudinalement, devient particulièrement nette lorsqu'on compare la place (supplémentaire) requise grâce à ce système avec la place (supplémentaire) requise pour les manoeuvres de mise en place exécutées avec les systèmes traditionnels de direction. L'invention sera décrite plus en détail par la suite, à titre d'exemple, au vu des dessins annexés qui montrent de façon schématisée les conditions telles qu'elles se produisent lors de la mise en place, dans le sens longitudinal, des automobiles équipées de différents systèmes connus de direction et utilisant des procédés différents. Parmi les dessins, qui montrent des véhicules en train de se garer dans le sens longitudinal - la figure 1 représente une automobile équipée d'un système de direction réalisé selon l'invention - la figure 2 représente une automobile dont le système de direction braque les roues avant et arrière dans le même sens, sans inversion de l'orientation des roues, lors d'une manoeuvre d'engagement dans une place de stationnement - la figure 3 représente une automobile dont le système de direction braque les roues avant et arrière en sens contraire, en effectuant une inversion de l'orientation des roues ; et - la figure 4 représente une automobile dont le système de direction ne braque que les roues arrière, avec inversion de l'orientation des roues. Les figures représentant respectivement en 1 la position de départ et en 1' la position finale de l'automobile qui est en train de se garer dans une place de stationnement disposée longitudinalement, les roues directrices avant étant désignées par 2, et les roues directrices arrière étant désignées par 3. De plus, une position intermédiaire 1" du véhicule est représentée sur la figure 1. Une comparaison des différentes figures montre qu'une automobile équipée du système de direction réalisé selon l'invention nécessite, pour les manoeuvres de positionnement proprement dites lors d'une mise en place en stationnement dans le sens longitudinal, nettement moins de place que les voitures à quatre roues directrices représentées sur les figures 2 à 4, équipées des systèmes de direction connus, ceci aussi bien dans l'axe longitudinal que dans 1 t axe transversal du véhicule, à l'exception du système de direction à déplacement diagonal de la figure 2. Des manoeuvres simulées de positionnement dans une place de stationnement d'un véhicule d'une longueur de 3,65 m environ et d'une largeur de 1,7 m, dont les roues directrices sont braquées à environ 40 , montrent qu'un véhicule équipé d'un système de direction conforme à l'invention se contente d'une place disponible supplémentaire de 0,5 m dans le sens longitudinal et de 1,8 m dans le sens transversal, en effectuant six inversions de l'angle de braquage des roues, accompagnées des inversions correspondantes du sens de marche, et en exploitant, dans le sens longitudinal, environ 0,3 m pour le déplacement ou les manoeuvres proprement dits, et en gardant environ 0,1 m de distance de sécurité respectivement à l'avant et à 1 'arrière. Comparativement, un véhicule de genre équivalent qui, selon la figure 2, se gare diagonalement sans inversion de l'orientation des roues, requiert une place supplémentaire disponible dans le sens longitudinal beaucoup plus importante, à savoir environ 2,25 m, dont on soustrait de nouveau une distance de sécurité de- 0,1 m à l'avant et à l'arrière , transversalement, ce système nécessite la même place disponible que le système proposé par l'invention. Dans le cas d'un système de direction qui, selon la figure 3, braque les roues en sens contraire avec une inversion de l'orientation des roues, la place requise supplémentaire, dans le sens longitudinal, est de l'ordre de 1,1 m et de 3,2 m dans le sens transversal, ceci résultant du fait que, lors de la manoeuvre, le véhicule déboîte largement sur le côté, ce qui entraîne l'inconvénient supplémentaire de gêner le flux de la circulation, ou d'être gênant en soi lors des manoeuvres de mise en place. "L'enveloppante" tracée par le véhicule en train de se garer est représentée en traits interrompus mixtes et porte la référence 4 ou 4'. Un système de direction qui, selon la figure 4, ne braque que les roues arrière avec inversion de l'orien- tation des roues, donne, dans le sens longitudinal, un besoin de place supplémentaire de l'ordre de 1,3 m et, dans le sens transversal, un besoin de place de 3,1 m, qui résulte lui aussi du fait que le véhicule déboîte latéralement, comte I'indique la référence 4. L'investissement matériel permettant de réaliser un système de direction conformément à l'invention, sur un véhicule dont les roues avant et arrière sont directrices, est relativement faible, étant donné que l'on se base essentiellement sur les éléments de construction et des dispositifs électroniques de commande et de régulation déjà disponibles. Il suffit d'étendre légèrement les dispositifs disponibles de commande et de régulation et d'adapter leurs programmes aux besoins actuels. Afin d'obtenir un déroulement automatique de la manoeuvre de positionnement sur une place de stationnement, il ne faut en principe qu'un ordinateur de bord ou un système à microprocesseur correspondant, que l'expert concerné pourra facilement concevoir et dimensionner de façon adéquate, dans le cadre de ses connaissances générales du domaine spécifique ; une fois activé - par l'intermédiaire du dispositif manuel de commande - le système assure a) la commande du braquage des roues avant et arrière de la façon recherchée, qui, au niveau de la technique pure de la commande, ne se distingue pas, en principe, des systèmes électroniques habituels de direction à quatre roues directrices, b) la régulation du couple de propulsion du moteur, pour les différentes inversions du sens de marche, ceci étant réalisé avantageusement par l'intermédiaire des systèmes connus à carburateur ou à injection à commande électronique (système "E-gas"), c) la création d'une pression de freinage suffisante, pour l'exécution des inversions du sens de marche indépendamment de la pédale de frein, ce qui peut être obtenu en utilisant des régulateurs ou des modulateurs connus de la pression de freinage, tels qu'ils sont employés dans le cadre des dispositifs régulateurs du glissement à l'accélération (RGA), et, d) pour exécuter les inversions du sens de marche, l'engagement alternatif de la première plage ou du premier rapport de marche avant et de la marche arrière. Le système peut être complété de capteurs de proximité, dont le fonctionnement est basé, par exemple, sur les ultrasons, les rayons infrarouges, le radar ou le laser, permettant d'apprécier la grandeur de la place de stationnement et de donner à l'ordinateur de bord les signaux de régulation correspondants. REVENDICATION Système de direction d'une automobile dont les roues avant et arrière (2, 3) sont directrices, dans lequel on peut sélectionner, par l'intermédiaire d'un dispositif manuel de commande et en dessous d'une valeur vO de référence située dans la plage inférieure de la vitesse du véhicule, ou lorsque la marche arrière ou le premier rapport de marche avant est engagé, au moins un rapport positif fixe entre l'angle de braquage des roues avant et celui des roues arrière, ce rapport étant maintenu indépendamment de la vitesse du véhicule et facilitant, grâce au braquage des roues avant et arrière dans le même sens, entre autres choses, la manoeuvre de stationnement du véhicule dans une file de voitures garées dans le sens longitudinal, système caractérisé par un dispositif électronique de commande et de régulation (ordinateur de bord, en particulier microprocesseur) qui, lorsqu'il a été activé au moyen du dispositif de commande, actionne automatiquement des éléments de commande de la direction comme de la boite de vitesses (marche avant/marche arrière), du système d'alimentation en carburant du moteur, et du frein de service, de telle façon que, d'une part, les roues avant et arrière braquent dans le même sens et de la même valeur (rapport angulaire 1), jusqu'd un angle de braquage habituel de l'ordre de 45, alternativement dans un sens, puis dans l'autre, et que, d'autre part, chaque inversion de l'orientation des roues soit accompagnée d'une inversion du sens de marche (marche avant/marche arrière).