Brevet FR2720984A1 — publié le 19951215

La présente invention concerne les éléments constitutifs d'un système de conduite ergonomique d'un véhicule ; le but est de proposer un équipement électromécanique assurant une accessibilité et une conduite facile et sûre aux personnes de tous âges avec ou sans handicaps-moteurs. Les organes de direction, d'accélération et de freinage et leur commande sont conçus de façon à améliorer la circulation du véhicule en zone urbaine, son stationnement au centre ville et son garage au domicile ; le rayon de braquage du véhicule est très faible et les moyens de commande adaptés aux utilisateurs. La sécurité du conducteur est obtenue par une limitation de la vitesse du véhicule en fonction du rayon de braquage et par la présence d'un plastron antichoc sur la colonne de direction, colonne qui s'efface pour faciliter l'entrée ou la sortie du véhicule. Les constructeurs de voitures de grande série, pour satisfaire la demande, sont amenés à des compromis où le design et la mode prennent le pas sur le confort pratique et l'agrément d'usage ; lors des trajets de courte durée, qui ne grogne sur le manque d'aisance dans les mouvements à cause de la ceinture de sécurité, la colonne de direction avec son volant et le mode d'ouverture des portes. La description des équipements constituant le système de conduite et leur fonction suffira à faire comprendre leurs possibilités et l'agrément qu'ils peuvent procurer. Le système se caractérise par le fait que les moyens de déplacement "actifs" du véhicule - roues motorisées par exemple entraînées chacune par un motoréducteur à vitesse variable -, contrairement à l'habitude actuelle, ne sont pas orientables et que les changements de direction du véhicule sont obtenus par le réglage des vitesses VG et VD des roues aux valeurs définies ci-après en fonction du rayon de braquage désiré dV ( VG +VD) 2(VG+VD) 2 ( VG +VD ) R = Rayon de braquage dv = dimension de la voie motrice VG = vitesse de la roue gauche V = Vc +VD 2 VD = vitesse de la roue droite V = vitesse du véhicule Pour obtenir un déplacement sans glissement du véhicule, il faut orienter les moyens de déplacement "passifs" roues libres par exemple en fonction du rayon de braquage : dans le cas représenté figure 5, cet angle est donné par les formules ci-après E = empatement du véhicule R = rayon de braquage e = voie arrière Des motoréducteurs liés mécaniquement au pivot du support des rues arrière réalisent cette rotation calculée dans le boîtier électronique. Une autre solution consiste à équiper le véhicule de roues autoorientables. Dans une première application l'élément de commande de direction est un "manche à balai" dont le degré d'inclinaison droite ou gauche, repéré par un capteur angulaire, et traité dans le boîtier électronique se traduit par le réglage des vitesses VG et VD des roues motrices à une valeur telle que l'angle de braquage réel du véhicule soit égal ou proportionnel à l'angle d'inclinaison du manche à balai ; pour les handicapés des membres supérieurs, le manche à balai est remplacé par une "jambière" articulée. L'élément de commande d'accélération est en général une pédale classique liée à un potentiomètre ; traitée dans le boîtier électronique la tension de ce dernier commande la position des régulateurs de vitesse des moteurs ; pour les handicapés des membres inférieurs, la pédale d'accélération est remplacée par un bouton poussoir à action progressive. Eléments de commande d'accélération et de direction peuvent être regroupés dans un seul équipement 1k manette de commande Le véhicule suivant l'invention a un rayon de braquage très faible; on limitera la vitesse autorisée en fonction de la valeur de ce rayon en asservissant électroniquement ces deux valeurs ou en donnant une alarme sonore en cas de dépassement de la valeur autorisée. Véhicule particulièrement étudié pour les trajets courts ou moyens, le système de conduite ergonomique facilitera grandement l'accessibilité au poste de conduite tout en assurant une excellente sécurité : la colonne de direction sera rabattable et supportera un plastron de sécurité antichoc qui remplacera le dispositif classique dit "ceinture de sécurité". De préférence, le boîtier électronique de commande comportera un microprocesseur pour effectuer les calculs et réaliser les fonctions logiques de commande du véhicule. - L'invention sera mieux comprise en se référant aux figures qui illustrent de façon limitative les modes de mise en oeuvre de l'invention. La figure 1 est une vue en plan du véhicule avec les équipements principaux du système de conduite. La figure 2 est une élévation du poste de conduite vue de côté. La figure 3 présente la partie supérieure du poste de conduite vu de face et la figure 4 la partie inférieure. La figure 5 présente une vue en plan du déplacement en courbe du véhicule avec la position des organes de déplacement et une représentation de leur vitesse respective. On se réfère d'abord à la figure 1 Un boîtier électronique de commande (5) est relié électriquement à 2 moteurs équipés de freins (lg) et (nid) qui entraînent par l'intermédiaire d'organes de réduction (2g) et (2d) - courroie crantée ou réducteur classique - les roues motrices droite et gauche (3d) et (3g) du véhicule (à l'avant du véhicule dans l'exemple représentée) et à deux motoréducteurs qui orientent les roues libres (4d) et (4g) (à l'arrière). Pour la conduite du véhicule, le conducteur dispose d'un manche à balai (8), d'une pédale d'accélérateur (6) et d'une pédale de frein (7); l'entrée et la sortie du véhicule est facilitée par le rabattement de la colonne de direction et l'existence d'une porte coulissante automatique (9). La conduite s'effectue alors de la façon suivante Le conducteur desserre les freins et appuie progressivement sur la pédale d'accélération ; il se dirige en manoeuvrant à droite ou à gauche le manche à balai ; analysé par le boîtier électronique, cette manoeuvre commande la variation de vitesse des moteurs (nid) et (il), égales à l'origine, en respectant les équations de la page 1 jusqu'à obtenir la rotation du véhicule autour du point (w) d'un angle de même sens, égal ou proportionnel à l'angle donné au manche à balai, tout en maintenant la vitesse moyenne donnée par la pédale d'accélération ; de plus, cette action sur le manche à balai commande la rotation des roues arrière (4d) et (4g) et les oriente dans les directions (ad) et (ag) données dans les formules de la page 2 du descriptif; noter que ces deux angles ne sont pas égaux. Le passage du trajet rectiligne au trajet courbe s'effectue donc par une rotation du véhicule autour du point milieu de l'axe imaginaire qui relie les roues motrices de façon à obtenir un rayon de courbure identique à celui d'une voiture classique dont le volant aurait tourné d'un angle égal à celui du manche à balai dans les mêmes conditions de démultiplication des 2 organes de commande. Le fonctionnement en marche arrière s'effectue dans les mêmes conditions, et ceci, sans dérapage dans les deux cas où les mouvements de commande ne sont pas trop brutaux. En outre, par sécurité, le boîtier de commande limite la vitesse autorisée du véhicule en fonction du rayon de braquage de la façon suivante : la valeur de la tension lue sur le potentiomètre de la pédale d'accélération est divisée par un coefficient proportionnel à l'angle du manche à balai avant d'être envoyé aux variateurs des moteurs. On se réfère maintenant à la figure 2. Sur cette vue en élévation du poste de pilotage sont figurées les positions travail (8a) et repos (8b) du manche à balai et celles du plastron de protection dans les mêmes conditions (10a, 10b). Ce plastron protège avec efficacité le conducteur tout en ne le gênant pas dans la conduite ; en cas de besoin, le rabattement de la colonne de direction qui le porte est instantané et la sortie du véhicule immédiate, la porte coulissante (9) s'effaçant automatiquement. La pédale d'accélération (11) a la position habituelle. Les figures 3 et 4 présentent la façon dont un handicapé moteur des membres supérieurs ou inférieurs peut accéder aux éléments de commande. Sur la figure 4 le repère (12) figure la position d'un bouton poussoir à action progressive qui remplace la pédale d'accélération pour faire varier la vitesse du véhicule. Sur la figure 4, une jambière (13) orientable enserrant la jambe du conducteur, permet à ce dernier de diriger le véhicule dans les mêmes conditions qu'avec un manche à balai. La figure 5 présente schématiquement une séquence de rotation de ce véhicule (rayon de braquage de 1,50 m). Les vitesses et directions de déplacement des points caractéristiques du véhicule sont représentées par des vecteurs Vw : vitesse au point w VGA vitesse de la roue gauche avant VDA. vitesse de la roue droite avant VG R vitesse de la roue gauche arrière VD R vitesse de la roue droite arrière dont les valeurs pour une vitesse moyenne Vw de 40 km/h sont respectivement les suivants : VG, 60 km/h, Vida' 20 km/h, vgFw 69 km/h et VD = 50Fkm/h. On voit donc que ce véhicule est naturellement survireur ; par contre les roues avant et arrière, contrairement aux véhicules classiques, s'inscrivent dans les courbes sans glissement, glissement qui est la cause habituelle des "dérapages" dans les virages par perte d'adhérence. REVENDICATIONS 1- Système de conduite ergonornique pour véhicule électrique constitué d'organes moteurs (lg) (nid), de transmission (2g) (2d) et de régulation commandant les vitesses respectives des moyens de déplacement motorisés (3g) (3d) du véhicule caractérisé en ce que la vitesse de chaque moyen de déplacement motorisé (3g) (3d) et l'orientation des moyeux de déplacement non motorisés (4 g) (4d) sont donnés par un boîtier électronique (5), en fonction de la position des éléments de commande d'accélération et de freinage (6) et (7) et de direction (8), et en ce que la vitesse maximum autorisée du véhicule est déterminée en fonction de la position de l'élément de commande de direction par le même boîtier (angle de braquage). 2 - Système de conduite selon la revendication 1 caractérisé en ce que le boîtier électronique (5) comporte un microprocesseur. 3 - Système de conduite selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément de commande de direction et un "manche à balai" (8). 4 - Système de conduite selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément de commande de direction est rabattable. 5 - Système de conduite selon l'une quelconque des revendications 1,2 et 4 caractérisé en ce que les éléments de commande d'accélération et de direction sont regroupés sur une manette de commande. 6 - Système de conduite selon l'une quelconque des revendications 1, 2,3 et 4 caractérisé en ce que l'élément de commande de direction supporte un plastron de protection contre les chocs (10) 7 - Système de conduite selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément de commande de direction est une jambière (11) 8 - Système de conduite selon l'une quelconque des revendications précédents caractérisé en ce que l'élément de commande en accélération est une pédale (12) 9 - Système de conduite selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'élément de commande en accélération est un bouton poussoir à activité progressive (13) 10 - Système de conduite selon la revendication 1 caractérisé en ce que la vitesse maximum autorisée en fonction du degré de braquage est réglée à partir de la tension lue sur le potentiomètre de la pédale d'accélération. 11 - Système de conduite selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que le franchissement de la vitesse maximum autorisée provoque une alarme sonore. 12 - Système de conduite selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de déplacement non motorisés sont auto-orientables. 13 - Système de conduite selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la porte avant gauche du véhicule est coulissante et motorisée (9).