Brevet FR2674189A1 — publié le 19920925

La présente invention concerne un dispositif permettant de gérer automatiquement la stabilité des véhicules inclinables, c'est & dire d'en maitriser l'inclinaison. La stabilité de tels engins en mouvement est traditionnellement maitrisée par le pilote, par action sur le guidon et mouvement de son corps, notamment lorsqu'il s'agit de négocier un virage. De plus à très faible vitesse ou & l'arrêt, la stabilité dynamique de l'ensemble véhicule-pilote tend & s'annuler et c'est le pilote qui doit maintenir ltéquilibre de l'engin en posant ses pieds sur le sol de part et d'autre du véhicule de façon à agir sur le centre de gravité, et ainsi contrecarrer les petits déplacements latéraux autour de la position d'équilibre. Le dispositif selon l'invention permet de remedier à ces deux inconvénients, à savoir - l'action trés physique du pilote qui doit agir avec tout son corps pour maitriser la stabilité dynamique du véhicule. - l'instabilité dans les phases à très basse vitesse ou à l'arrêt oû là encore le pilote est sollicité, pour agir avec ses pieds, pour assurer une stabilité statique à l'engin. Le dispositif comporte selon une première caractéristique un pendule, libre selon l'axe latéral de l'engin, qui permet de mesurer l'inclinaison du véhicule par rapport à l'axe vertical du pendule (angle a). En effet, au gré des déplacements de l'ensemble véhicule-pilote, la verticale dynamique de cet ensemble, résultante de l'action de la force centrifuge, tend à se dissocier de la verticale réelle. L'axe vertical du pendule représentera en permanence la verticale dynamique de l'ensemble en mouvement. Ce pendule est associé à un système électronique de mesure et de gestion de l'angle a , dont le but est d'annuler en permanence cet angle a en agissant, selon une deuxième caractéristique, sur deux bras articulables, terminés par de petites roues, situés de part et d'autre du véhicule, qui en inclinant l'engin par action sur le sol rameneront en permanence l'angle a à la valeur nulle. Ainsi selon la présente invention, la conduite des véhicules à stabilité dynamique se trouve complètement révolutionnée, notamment en courbe. A l'abord d'un virage le pilote n'a plus à déplacer son corps pour agir sur le centre de gravité de l'engin, il lui suffit de tourner l'organe de direction. Le pendule se trouve amené, sous l'effet de la force centrifuge, à amorcer un angle a par rapport à la verticale du véhicule. Le système électronique de mesure-gestion de l'angle a agit sur le mécanisme des bras de stabilisation de façon à ramener cet angle à la valeur nulle et ainsi à incliner l'engin d'un angle a. Cette opération de mesure de l'angle a et l'ordre transmis aux bras d'incliner d'autant le véhicule, est réalisée plusieurs centaines de fois par seconde de façon à ce que l'engin "colle" à sa verticale dynamique dans un mouvement d'inclinaison continu. La somme algébrique des angles o' représente à un instant donné l'inclinaison du véhicule par rapport à la verticale réelle et constitue en permanence l'angle que doit avoir l'engin pour négocier au mieux la courbe dans laquelle il se trouve. En ligne droite ou à l'arrêt l'analyse permanente de l'angle a et l'action résultante exercée par les bras sur le sol permet de contrecarrer toute stabilité défaillante de l'ensemble vehicule-pilote. Les figures 1 à 7 sont des vues par l'arrière représentant le dispositif selon l'invention à différents moments caractéristiques d'une évolution de l'engin. La figure 8 est une vue de côté mettant en évidence les possibilités d'uscillation des bras de stabilisation. La figure 9 est une vue par l'arrière représentant une autre forme d'exécution des bras de stabilisation. En référence à ces dessins la figure 1 représente le dispositif selon l'invention pour le véhicule (1), vu par l'arrière, en ligne droite. L'axe vertical (2) de l'ensemble véhicule-pilote se confond avec l'axe vertical (3) du pendule (4), la roue arrière (5) (et la roue avant) de l'engin (1) est perpendiculaire au sol (6). Les longueurs L1 (12) et L2 (13) es à l'ouverture verticale des bras de stabilisation (8-9), terminés par de petites roues (lO-11), sont égales. La figure 2 représente le dispositif selon l'invention à l'instant ti quand le véhicule (1) amorçe une courbe. Le pilote vient d'agir sur l'organe de direction. Sous l'effet de la force centrifuge le pendule (4) est déporté vers l'extérieur de la courbe. il se cré alors entre l'axe vertical (3) du pendule (4) et l'axe vertical (2) du véhicule (1) un angle ai (7a) non nul. A cet instant l'ordre d'agir sur le mécanisme des bras de stabilisation (8-9) n'a pas encore bté transmis. L1 (12) est toujours égal à L2 (13). La figure 3 représente ce qui se passe à l'instant t2, éloigné de quelques centièmes de seconde de l'instant tl. Le système de gestion électronique de l'angle a a reçu l'information selon laquelle un angle ai (7a) non nul vient de se crier. il a transmis au mécanisme des bras de stabilisation (8-9) l'ordre de modifier les longueurs L1 (12) et L2 (13), c'est à dire d'incliner l'engin (1) afin de ramener l'angle ai (7a) à la valeur nulle. Pendant ce temps le pendule (4) a continué de se déporter par rapport à la nouvelle verticale (2) de l'engin (1), d'un angle additionnel a2 (7b). La figure 4 représente ce qui se passe à l'instant t3. Selon le même principe qu'à l'instant t2 immédiatement précédent le système de gestion électronique de l'angle a a resu l'information selon laquelle un angle a2 (7b) non nul vient d'apparaitre. Il a à nouveau transmis au mécanisme des bras de stabilisation (8-9) l'ordre de modifier les longueurs Ll (12) et L2 (13), c'est à dire d'incliner encore l'engin (1) afin de ramener l'angle a2 (7b) à la valeur nulle. A ce moment le véhicule (1) est complbtement rentré dans la courbe, un angle ax additionnel ne se cré plus. L'axe vertical (2) de l'engin (l) et celui (3) du pendule (4) se confondent. Le véhicule (1) est incliné d'un angle a égal à ai (7a) + 2 (7h). La figure 5 représente ce qui se passe à l'instant t4. Le véhicule (l) commence à ammorcer sa sortie du virage. Le pendule (4) est alors ramené vers l'intérieur de la courbe. il se cré donc entre l'axe vertical (3) du pendule (4) et l'axe vertical (2) du véhicule (l) un angle 3 (7c) non nul. A cet instant l'ordre d'agir sur le mécanisme des bras de stabilisation (8-9) n'a pas encore été transmis. La figure 6 représente ce qui se passe à l'instant t5. Le système de gestion électronique de l'angle a a reçu l'information selon laquelle un angle a3 (7c) non nul vient d'apparaîte. il a transmis au mécanisme des bras de stabilisation (8-9) l'ordre de modifier les longueurs Li (12) et L2 (13), c'est à dire de redresser l'engin (1) afin de ramener l'angle 3 (7c) à la valeur nulle. Pendant ce temps le pendule (4) est revenu à la verticale réelle en se déportant d'un angle additionnel a4 (7d). La figure 7 représente ce qui se passe à l'instant t6. Selon le même principe qu'à instant t5 immédiatement précédent le système de gestion électronique de l'angle c' a reçu l'information selon laquelle un angle 4 (7d) non nul vient de se créer entre la verticale (2) de l'engin (1) et la verticale (3) du pendule (4). il a à nouveau transmis au mécanisme des bras de stabilisation (8-9) l'ordre de modifier les longueurs Ll (12) et L2 (13), c'est à dire de redresser encore l'engin (l) afin de ramener l'angle a4 (7d) à la valeur nulle. A ce moment le véhicule (l) est complètement sorti de la courbe, un angle ax additionnel n'apparaît plus. L'axe vertical de l'engin (l), celui (3) du pendule (4) et la verticale réelle se confondent. Le véhicule (1) est redressé, la somme algébrique de tous les an est nulle. Les 7 étapes représentée par les figures l à 7 ne sont que des motnents caractéristiques d'une évolution du véhicule. Dans la pratique, une étape similaire se produit tous les x centième de seconde au gré de l'évolution de l'engin (1). La figure 8 est une vue de côté du véhicule (l). Le bras de stabilisation (9) (comme l'autre bras de stabilisation (8) non représenté sur cette vue) se déplace dans un mouvement oscillant autour de son axe (14) en phase avec l'inclinaison de la verticale (3) du pendule (4). Selon une variante illustrée par la figure 9 les bras de stabilisation (8-9) peuvent être réalisés comme constituant les deux côtés d'un triangle dont la base est le plan du sol (6) et dont le sommet mobile autour d'un axe (15) qui se déplace sur un arc de cercle (16) permet l'inclinaison du véhicule (1). Selon cette invention il est possible de réaliser des véhicules de la largeur d'un scotter mais en supprimant les inconvénients, énoncés plus haut, inhérent à ce type d'engins, alors qu'ils en conserveront tous les avantages, à savoir notamment le très faible encombrement. ils pourront être conduit par tous, car il n'est plus besoin de maîtriser l'équilibre de l'engin, et ce dans des conditions de sécurité et de confort inconnues jusqu'S ce jour pour un "deux roues". En effet du fait de sa stabilité assistée ce type de véhicule peut être réalisé autour d'une coque fermée comme une automobile classique. De plus il pourra disposer d'un volant et non plus d'un guidon et d'un confortable siège et non plus d'une selle, qui étaient nécessaires pour entrainer l'inclinaison du véhicule. Selon une variante non illustrée il est également possible de gérer l'assiette de véhicules à stabilité statique, comme une automobile par exemple. En effet, pour les véhicules à trois, quatre roues et plus, la stabilité à l'arrêt est parfaite. Par contre lorsqu'ils sont en mouvement dans une courbe, le centre d'inertie des ces engins tend, du fait de la force centrifuge et proportionnellement à celle-ci, à se déplacer vers l'extérieur du polygone de sustentation et ainsi à les déséquilibrer. Selon cette variante, n'utilisant pas le mécanisme des bras de stabilisation, le pendule devra être libre dans tous les axes du plan horizontal afin de mesurer les forces latérales mais aussi longitudinales qui s'exercent sur le véhicule. Selon cette variante le système de mesure-gestion de l'angle o' agira directement sur les organes de suspension de chaque roue du véhicule afin de réduire au maximum l'angle a mais non plus de l'annuler systématiquement. REVENDICATIONS 1) Dispositif permettant de gérer automatiquement la stabilité de véhicules roulants inclinables caractérisé en ce qu'il comporte un pendule (4), libre selon l'axe latéral du vehicule (1), associé à un système de mesure et de gestion électronique de l'angle a (7) qui peut apparaître entre la verticale (3) du pendule et celle (2) de l'engin (1) et résultant de l'action de la force centrifuge. La tâche du système de mesure et de gestion consistant en permanence, au rythme de plusieurs centaines d'opérations par seconde, à annuler cet angle a. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un mécanisme de bras stabilisateurs articulés (8-9) terminés par de petites roues (lO-ll), situés de part et d'autre de l'engin (l), agit sur ordre du système de gestion de l'angle o' , en modifiant les longueurs L1 (12) et L2 (13) de façon à amener le véhicule (1) à s'incliner d'un angle égal à l'angle a mesuré, pour ainsi annuler ce dernier et faire suivre à l'engin sa verticale dynamique. 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les bras de stabilisation (8-9) peuvent etre réalisés comme constituant les deux côtés d'un triangle dont la base est le plan du sol (6) et dont le sommet mobile autour d'un axe (15) se déplace sur un arc de cercle (16). 4) Dispositif selon les revendications l, 2 et 3 caractérisé en ce que le véhicule, grâce à sa stabilité assistée, peut être réalisé autour d'une coque fermée comme une automobile et disposer d'un volant comme organe de direction, ainsi que d'un siège et non plus d'une selle. 5) Dispositif selon la revendication l caractérisé en ce que le pendule peut être libre selon tous les axes du plan horizontal et ainsi permettre de mesurer les forces latérales mais aussi longitudinales qui s'exercent sur un véhicule à stabilité statique (véhicules à trois, quatre roues et plus) afin d'en maitriser l'assiette. 6) Dispositif selon la revendication 5 caractérise en ce que le système de gestion de l'angle a agira directement sur les organes de suspension du véhicule afin de réduire l'angle a et non plus à l'annuler.