Brevet FR2748808A1 — publié le 19971121

La présente invention concerne un dispositif de mesure de l'angle de pivotement d'une semi-remorque par rapport à un tracteur. Un tel dispositif est généralement utilisé par un mécanisme de commande de pivotement du ou des essieux directionnels arrière de la semi-remorque lorsque l'axe du tracteur n'est pas aligné avec celui de la semi-remorque. On connaît déjà des mécanismes de commande du pivotement du ou des essieux directionnels d'une semi-remorque et on se reportera utilement aux documents de brevet FR-A-2 577 189 et DE-A-4 134 501. Dans le document FR-A-2 577 189, il est prévu un bâti d'essieu qui pivote en même temps que l'essieu et qui est relié à un crochet d'attelage du tracteur au moyen d'une barre télescopique. Ce mécanisme de commande de pivotement par barre télescopique est un mécanisme purement mécanique. Dans le document DE-A-4 134 501, il est prévu un mécanisme de commande de pivotement du ou des essieux de la semi-remorque qui est hydraulique. Ainsi, les roues des essieux directionnels sont montées sur des fusées pivotantes mues par un vérin hydraulique. En réalité, lorsque le véhicule est en marche avant, les roues de l'essieu directionnel sont folles si bien qu'elles pivotent librement de manière à suivre une trajectoire idéale sans ripage. Par contre, en marche arrière, le mécanisme de commande de pivotement est actif. L'utilisateur agit sur le levier d'un distributeur manuel ce qui a pour effet de faire pivoter les roues de l'essieu dans le sens qu'il désire. On connaît également le document de brevet US-A-5 123 669 dans lequel est décrit un mécanisme de commande de pivotement des essieux arrière directionnels d'une semi-remorque servant à assister la giration de la semi-remorque. Ce mécanisme comporte un dispositif de mesure de l'angle de pivotement formé par les axes longitudinaux respectifs de la semi-remorque et du tracteur. Ce dispositif est prévu pour transmettre une information électrique représentative de cet angle à un organe de calcul, lequel est prévu pour commander en conséquence le pivotement des roues du ou des essieux directionnels. Ce dispositif est directement monté sur la sellette constituant l'organe d'accrochage de la semi-remorque sur le tracteur. Le but de l'invention est de proposer un tel dispositif de mesure utilisé dans un mécanisme de commande des roues d'un essieu de semi-remorque. Un autre but de l'invention est de proposer un tel dispositif qui soit relativement simple de structure et, surtout, qui ne soit pas sensible aux mouvements relatifs de la semi-remorque et du tracteur autres que celui de pivotement. Afin d'atteindre ces buts, un dispositif de mesure selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un axe monté sur la semi-remorque de manière à pouvoir pivoter selon un axe sensiblement vertical, ledit axe sollicitant un transducteur lorsqu'il pivote, et un bras solidaire radialement dudit axe et relié à un point fixe dudit tracteur. Avantageusement, ledit point fixe P est dans l'axe longitudinal du tracteur décalé par rapport au centre de pivotement de la semi-remorque sur la sellette. De même, le manchon portant ledit axe est monté à l'avant de ladite semi-remorque sensiblement dans son axe longitudinal. Selon une autre caractéristique de l'invention, il comporte des moyens pour tenir compte des variations de longueur entre ledit point fixe et ledit axe. Ces moyens sont par exemple constitués d'un coulisseau solidaire dudit axe et dans lequel ledit bras peut coulisser. Mais, ils peuvent être constitués d'un coulisseau solidaire dudit tracteur audit point fixe et dans lequel ledit bras peut coulisser. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit bras est prévu pour pouvoir pivoter dans un plan sensiblement vertical, une articulation étant prévue pour autoriser les variations de l'angle formé, dans ce plan vertical, entre ledit axe et ledit bras. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit transducteur est un transducteur linéaire qui est relié, d'une part, audit axe par l'intermédiaire d'une biellette et, d'autre part, à une articulation solidaire du châssis de la semi-remorque. Ledit transducteur comprend par exemple un organe potentiométrique relié à une source de tension, ledit transducteur délivrant alors une tension qui est une fonction de l'angle de pivotement de la semi-remorque par rapport au tracteur. La présente invention concerne également un système de commande du pivotement des roues d'au moins un essieu directionnel d'une semi-remorque. Il est caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de mesure tel que celui qui vient d'être précédemment décrit ainsi qu'un dispositif de commande prévu pour asservir le pivotement desdites roues à la rotation dudit axe dudit dispositif de mesure. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue de dessus d'un tracteur et d'une semiremorque en train de reculer, la Fig. 2 est une vue de face d'un tracteur et de l'avant d'une semi-remorque, ladite vue montrant également un dispositif de mesure selon 1' invention, les Figs. 3a et 3b sont respectivement des vues de dessus d'un dispositif de mesure selon l'invention, le tracteur et la semiremorque étant alignés à la Fig. 3a et présentant un angle à la Fig. 3b, la Fig. 4 est une vue d'un transducteur d'un dispositif de mesure selon l'invention, et la Fig. 5 est un schéma synoptique d'un système de commande de pivotement des roues d'au moins un essieu directionnel d'une semiremorque selon l'invention. A la Fig. 1, on voit un tracteur 10 auquel est attelée, au moyen d'une sellette 11 montée sur la plate-forme arrière du tracteur 10, une semi-remorque 20. La semi-remorque 20 comporte un essieu arrière fixe 21 et un essieu directionnel 22. L'essieu directionnel 22 comporte des roues 22a et 22b qui sont montées pivotantes de manière connue en soi sur des fusées et sont mues par des organes de commande tels qu'un vérin que l'on a schématisé par l'extrémité d'une flèche 22c. Sur la semi-remorque 20, est monté un dispositif de commande 23 qui est prévu pour commander l'organe de commande 22c afin que celui-ci commande à son tour le pivotement des roues 22a et 22b. Le dispositif de commande 23 reçoit le signal qui est émis par un dispositif (non visible sur la Fig. 1) prévu pour mesurer l'angle x que font entre eux les axes longitudinaux xx' et yy' respectivement du tracteur 10 et de la semi-remorque 20 et pour délivrer un signal représentatif de la grandeur de cet angle x. C'est ce dispositif qui fait l'objet de la présente invention et qui va être décrit cidessous en relation avec les Figs. 2, 3a et 3b et 4. Au moyen du dispositif 23 et de l'organe de commande 22c, il est possible de faire pivoter automatiquement les roues 22a et 22b de l'essieu directionnel 22 en fonction de l'angle x. On a ainsi des moyens d'assistance de giration de la semi-remorque 20 et ce aussi bien en marche arrière qu'en marche avant du véhicule. On notera cependant qu'en marche avant, on pourrait prévoir que l'essieu 22 puisse être fou de manière que les roues 22a et 22b puissent suivre librement une trajectoire idéale. On notera encore que le véhicule représenté à la Fig. 1 est en train de manoeuvrer en marche arrière. Pour une manoeuvre en marche avant, les roues 22a et 22b seraient pivotées dans l'autre sens. On va maintenant décrire le dispositif de mesure de l'invention en relation avec la Fig. 2. Sur cette Fig. 2, on peut voir le tracteur 10 avec la sellette 11 montée sur son châssis 12. On peut voir également la cabine 13 et les roues 14 dudit tracteur 10. Sur la sellette 11, est attelée la semi-remorque dont on ne voit ici que le châssis 24. Le dispositif de mesure de l'angle que forment entre eux les axes longitudinaux respectifs xx' et yy' du tracteur 10 et de la semi-remorque 20 porte la référence 30 et est monté pour l'essentiel sur le châssis 24. I1 est constitué d'un bras 31 dont une extrémité est fixée en un point fixe P dudit châssis 12 du tracteur par l'intermédiaire d'une rotule 32. Le point P de fixation de la rotule 32 est dans l'axe longitudinal xx' du tracteur 10 décalé par rapport au centre de pivotement Cp de la semi-remorque 20 sur la sellette 11. Dans le cas représenté, il se trouve à l'avant de la sellette 11 sur le châssis 12 du tracteur 10 (voir Fig. 3a). L'autre extrémité du bras 31 est libre. Par la rotule 32, le bras 31 peut pivoter non seulement dans un plan sensiblement horizontal, ou si on préfère par rapport à un axe sensiblement vertical, mais aussi dans un plan vertical. Le bras 11 est prévu pour pouvoir coulisser dans un coulisseau 33 lequel est fixé, par l'intermédiaire d'une articulation 34, à l'extrémité inférieure d'un axe 35 sensiblement vertical. L'axe 35 est prévu pour pouvoir tourner selon un axe sensiblement vertical dans un manchon 36 solidaire du châssis 24 de la semi-remorque. Le manchon 36 est monté à l'avant de la semi-remorque 20 sensiblement dans son axe longitudinal. On peut constater que le bras 31 est monté solidaire radialement de l'axe 35. Lorsque le bras 31 pivote par rapport à l'axe de la rotule 32 dans un plan vertical, suite par exemple à l'inclinaison de la semiremorque 20 vers le tracteur 10 du fait que celui-ci se trouve dans le creux d'une chaussée, l'angle formé, dans ledit plan vertical, entre l'axe 35 et le bras 31 a sa valeur qui varie. On a représenté une droite d pour montrer où peut se trouver alors le bras 31. C'est l'articulation 34 qui autorise les variations de cet angle, ce qui évite qu'elles ne perturbent, voire détériorent, le dispositif de mesure 30. On notera que l'axe 35 est arrêté en translation dans le manchon 36. L'extrémité supérieure de l'axe 35 est solidaire radialement de l'extrémité d'une biellette 37 dont l'autre extrémité est fixée, par l'intermédiaire d'une articulation appropriée, à un transducteur 38. Aux Figs. 3a et 3b, on a schématisé le transducteur 38 par un transducteur linéaire pourvu d'un organe potentiométrique constitué d'un élément résistif 38a et d'un curseur 38b. L'organe potentiométrique est monté dans un fût 38c lui-même rendu solidaire du châssis 24 de la semi-remorque 20 par l'intermédiaire d'une articulation 38d. Dans cette représentation, l'extrémité de la biellette 37 correspond au curseur 38b de l'organe potentiométrique, signifiant que le déplacement de cette extrémité implique le déplacement du curseur 38b. A la Fig. 4, on a représenté une variante de montage du transducteur 38. I1 est constitué, d'une part, d'un fût 38c monté sur le châssis 24 par l'intermédiaire d'une articulation 38d et, d'autre part, d'une tige 38e pouvant coulisser dans le fût 38c. A l'intérieur du fût 38c, la tige 38e entraîne le curseur 38b. On a représenté le curseur en 38bai lorsque la biellette 37 a son extrémité qui se trouve dans la position marquée I et en 38bill lorsqu'elle est dans la position marquée II. On comprendra que le transducteur 38 est sollicité lors de la rotation de l'arbre 35 dans son manchon 36 et qu'alors il peut délivrer un signal représentatif de l'angle de rotation dudit arbre 35. Le fonctionnement du dispositif de mesure objet de la présente invention est maintenant expliqué en relation avec les Figs. 3a et 3b. A la Fig. 3a, les axes longitudinaux xx' et yy' du tracteur 10 et de la semi-remorque 20 sont confondus. Le dispositif est au repos et le curseur 38b est dans une position moyenne. A la Fig. 3b, les axes longitudinaux xx' et yy' du tracteur 10 et de la semi-remorque 20 forment entre eux un angle x. Entre la position montrée à la Fig. 3a et celle qui est montrée à la Fig. 3b, le bras 31 a pivoté, selon un axe sensiblement vertical, autour de la rotule 32 selon la flèche A. On remarquera qu'il a également coulissé dans le coulisseau 33. Ainsi, le coulisseau 33 a pour fonction de tenir compte des variations de longueur entre le point fixe P et ledit axe 35. En effet, si le coulisseau 33 n'était pas présent, il en résulterait un flambage du bras 31 qui aurait lieu lors du pivotement de la semiremorque 20 par rapport au tracteur 10 et qui lui serait donc préjudiciable. Le coulisseau 33 est donc là pour éviter ce flambage. Tout montage permettant d'éviter ce flambage est donc un équivalent de celui qui est représenté. On peut noter qu'un tel montage équivalent consisterait à monter le coulisseau 33, par l'intermédiaire d'une rotule appropriée, sur le châssis du tracteur, et ce au droit du point fixe P, et à monter le bras 31 solidaire radialement de l'axe 35 par l'intermédiaire d'une articulation appropriée. En effectuant son mouvement de pivotement (flèche A), le bras 31 a entraîné l'axe 35 selon un angle B en rotation dans le manchon 36 et, par conséquent, la biellette 37. On remarquera que celle-ci est toujours parallèle au bras 31. Par rapport à l'articulation 38d, l'extrémité de la biellette 37 s'est déplacée entraînant le curseur 38b du transducteur 38. On comprendra que l'angle B de rotation de l'axe 35 et de pivotement de la biellette 37 est une fonction univoque de l'angle x, fonction qui dépend essentiellement de la distance D qui sépare le point de fixation de la rotule 32 et le centre de pivotement Cp de la semi-remorque 20 ainsi que de la distance L qui sépare le centre Cp de l'axe 35. A la Fig. 5, on a représenté un exemple de réalisation de la commande de l'essieu directionnel 22. On reconnaît sur cette Fig. 5, l'essieu 22 de la semi-remorque 20 commandé par le dispositif de commande 23 au moyen de l'organe 22c. On reconnaît encore l'organe potentiométrique 38a et son curseur 38c. L'élément résistif de l'organe 38a a ses bornes qui sont reliées à une source de tension +V. On comprendra que, lorsque le curseur 38c se déplace entre ses positions extrêmes, la tension v présente entre le curseur 38c et la masse varie entre zéro et +V. On comprendra que l'amplitude de la tension v est directement liée à la valeur de l'angle B et, par conséquent, à celle de l'angle x entre l'axe longitudinal du tracteur 10 xx' et celui yy' de la remorque 20. Le dispositif de commande 23 comporte un autre organe potentiométrique 23a dont l'élément résistif a ses bornes qui sont également reliées à une source de tension +V. Le curseur 23b de l'organe 22a est entraîné par le pivotement des roues de l'essieu 22 si bien que le potentiel présent sur le curseur 23b est directement lié à l'angle de pivotement des roues 22a et 22b de l'essieu directionnel 22. Le dispositif 23 comprend encore un soustracteur 23c qui effectue donc la différence entre les tensions respectivement développées par l'organe potentiométrique 38 et l'organe potentiométrique 23a et qui délivre ce signal de différence à un régulateur 23d prévu pour commander le pivotement de l'essieu directionnel 22. Le régulateur 23d est avantageusement un régulateur P.I.D (proportionnel, intégral, dérivée). Au moyen du dispositif 23, l'angle de pivotement des roues 22a et 22b est asservi à la position du curseur 38c sur l'organe potentiométrique 38a, et par voie de conséquence à l'angle formé entre l'axe longitudinal xx' du tracteur 10 et celui yy' de la semiremorque 20. On notera que la rotule 32 est montée démontable sur le châssis du tracteur 10 de manière à permettre le découplage de la semiremorque du tracteur. Bien sûr, des moyens équivalents pourraient être prévus. REVENDICATIONS 1) Dispositif de mesure de l'angle de pivotement d'une semiremorque (20) par rapport au tracteur (10) auquel elle est attelée par l'intermédiaire d'une sellette (11), caractérisé en ce qu il comporte un axe (35) monté sur la semi-remorque (20) de manière à pouvoir pivoter selon un axe sensiblement vertical, ledit axe (35) sollicitant un transducteur (38) lorsqu'il pivote, et un bras (31) solidaire radialement dudit axe (35) et relié à un point fixe dudit tracteur (20). 2) Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit point fixe P est dans l'axe longitudinal du tracteur (10) décalé par rapport au centre de pivotement (Cp) de la semiremorque (20) sur la sellette (11). 3) Dispositif de mesure selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le manchon (36) portant ledit axe (35) est monté à l'avant de ladite semi-remorque (20) sensiblement dans son axe longitudinal. 4) Dispositif de mesure selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour tenir compte des variations de longueur entre ledit point fixe et ledit axe (35). 5) Dispositif de mesure selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués d'un coulisseau (33) solidaire dudit axe (35) et dans lequel ledit bras (31) peut coulisser. 6) Dispositif de mesure selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués d'un coulisseau (33) solidaire dudit tracteur (10) audit point fixe et dans lequel ledit bras (31) peut coulisser. 7) Dispositif de mesure selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit bras (31) est prévu pour pouvoir pivoter dans un plan sensiblement vertical, une articulation (34) étant prévue pour autoriser les variations de l'angle formé, dans ce plan vertical, entre ledit axe (35) et ledit bras (31). 8) Dispositif de mesure selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit transducteur (38) est un transducteur linéaire qui est relié, d'une part, audit axe (35) par l'intermédiaire d'une biellette (37) et, d'autre part, à une articulation (38d) solidaire du châssis (24) de la semi-remorque (20). 9) Dispositif de mesure selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit transducteur (38) comprend un organe potentiométrique relié à une source de tension, ledit transducteur (38) délivrant alors une tension qui est une fonction de l'angle de pivotement de la semi-remorque (20) par rapport au tracteur (10). 10) Système de commande du pivotement des roues d'au moins un essieu directionnel (22) d'une semi-remorque (20), caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de mesure (30) selon une des revendications précédentes et un dispositif de commande (23) prévu pour asservir le pivotement desdites roues à la rotation dudit axe (35) dudit dispositif de mesure (30).