Brevet FR2750387A1 — publié le 19980102

L'invention concerne un dispositif à élément de commande pour commander le déplacement longitudinal et le déplacement transversal d'un véhicule automobile. Habituellement, dans une automobile, le volant est utilisé en tant qu'élément de commande pour commander le déplacement transversal, et la pédale d'accélérateur et la pédale de frein sont utilisées comme éléments de commande pour commander le déplacement longitudinal. Dans un article de P. Brânneby et consorts, "Improved Active and Passive Safety by Using Active Lateral Dynamic Control and an Unconventional Steering Unit", 13th International Technical Conference on Experimental Safety Vehicles, 4-7.11.1991, Proceedings Vol. 1, page 224, il est proposé comme variante à l'utilisation du volant usuel, un levier de commande disposé par exemple sur le tunnel central du véhicule. D'autre part, il est connu de prévoir un élément de commande commun servant à commander la dynamique longitudinale et la dynamique transversale d'un véhicule automobile, le déplacement longitudinal étant commandé de préférence par un actionnement du levier de commande dans la direction longitudinale du véhicule, et le déplacement transversal par un actionnement de cet élément de commande dans la direction transversale, notamment sous la forme d'un mouvement de rotation, d'une manière correspondant au volant usuel. Un tel élément de commande se présente sous la forme d'un levier de commande ou manche à balai, qui est monté sur un cadre de manière à pouvoir basculer autour d'un axe horizontal transversal, le cadre pouvant tourner pour sa part autour d'un axe longitudinal horizontal, est décrit dans le brevet US N 3 022 850. Un autre élément de commande de ce type, qui est mentionné dans l'article de H. Bubb, Arbeitsplatz Fahrer - Eine ergonomische Studie, Autombil-Industrie 3/85, page 265, contient deux poignées en forme de disques, qui sont disposées côte-à-côte, sont reliées entre elles mécaniquement et sont montées sur l'extrémité d'un étrier qui est mobile en étant guidé sur la console centrale du véhicule. Sous l'effet du déplacement de l'étrier dans la direction longitudinale du véhicule, on commande la dynamique longitudinale de ce dernier tout en influant sur la dynamique transversale en faisant pivoter les deux poignées en forme de disques dans le plan transversal du véhicule. Dans la demande de brevet allemand 195 48 717.6 non publiée antérieurement, on décrit un dispositif à levier de commande servant à commander le déplacement longitudinal et le déplacement transversal d'un véhicule automobile et qui comprend deux éléments de commande pouvant être actionnés indépendamment les uns des autres et dont chacun est conçu pour la commande du déplacement longitudinal et du déplacement transversal et est agencé de préférence sous la forme d'un levier de commande ou manche à balai pouvant être actionné manuellement. Les leviers de commande pouvant être actionnés manuellement sont montés à la cardan sur une console au niveau de leur côté inférieur et sont agencés sous la forme de poignées qui s'étendent sensiblement verticalement vers le haut. Un couplage électronique des deux éléments de commande empêche des collisions entre instructions, par exemple par combinaison additive des signaux d'instructions de commande, au moyen d'une commutation passive manuelle de l'un des éléments de commande ou bien par association de priorités différentes aux deux éléments de commande. Dans le brevet US 4 701 629, on décrit un dispositif à élément de commande servant à commander différents composants électriques d'un véhicule, comme par exemple différents feux, les essuie-glaces avant et arrière, l'avertisseur, des lève-glaces et un système dégivrage. Le dispositif contient un support agencé avec une configuration analogue à celle du véhicule et sur lequel des touches de commande, qui sont associées à des composants du véhicule devant être commandés, sont disposées en des emplacements qui correspondent de préférence à la position du composant respectif associé du véhicule, qui doit être commandé, dans ce véhicule. Le support de touches de commande, agencé avec une configuration analogue à celle du véhicule, peut être disposé sur le tableau de bord ou dans la partie médiane d'un volant, et dans le cas indiqué en dernier lieu, est actuellement positionné de façon fixe par rapport au véhicule, sans tourner conjointement avec le volant. L'invention a pour but d'indiquer, en tant que problème technique, un dispositif à élément de commande pour la commande du déplacement longitudinal et du déplacement transversal d'un véhicule automobile, avec un confort élevé de commande et de conduite. L'invention résout ce problème à l'aide d'un dispositif à éléments de commande pour la commande du déplacement longitudinal et du déplacement transversal d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de commande, ayant une configuration analogue à celle du véhicule, qui peut être actionné manuellement et qui, dans le cas de l'application d'une force dirigée vers l'avant du véhicule, déclenche un processus d'accélération et, dans le cas de l'application d'une force dirigée vers l'arrière du véhicule, déclenche un processus de décélération et, lors de l'application d'un couple autour d'un axe vertical, déclenche un déplacement transversal du véhicule dans le même sens. L'expression "configuration analogue à celle du véhicule" signifie que l'élément de commande possède une configuration ressemblant à celle du véhicule et qui peut varier entre une configuration de forme parallélépipédique et une simulation précise miniaturisée de la configuration extérieure du véhicule. Dans tous les cas, le montage particulier de l'élément de commande conduit au fait qu'une force d'actionnement dirigée transversalement vers l'avant provoque une accélération du véhicule, une force d'actionnement dirigée transversalement vers l'arrière provoque une décélération du véhicule et l'application d'un couple autour d'un axe vertical de l'élément de commande, parallèle à l'axe vertical du véhicule, provoque un mouvement de braquage de même sens, c'est-à-dire que l'on a un actionnement de l'élément de commande associé particulièrement judicieux, qui est associé directement au comportement désiré du véhicule et lors duquel la direction de la force d'actionnement correspond au désir intuitif du conducteur en ce qui concerne le comportement du véhicule. Ceci est facilité par le fait que la commande du déplacement transversal au moyen de l'application d'un couple s'effectue non pas comme dans le cas du volant usuel, autour d'un axe sensiblement horizontal, mais autour d'un axe vertical, ce qui correspond directement au comportement correspondant du véhicule lors du franchissement de courbes. Par rapport à des dispositifs usuels comportant un volant pour la commande du déplacement transversal et un système qui en est découplé, et une pédale d'accélérateur et une pédale de frein pour la commande du déplacement longitudinal, le présent dispositif à élément de commande apporte des améliorations supplémentaires concernant la sécurité active et la sécurité passive ainsi que de l'ergonomie. Ainsi avec l'élément de commande, on peut obtenir des vitesses de braquage plus grandes qu'avec un volant usuel, des risques d'accident dus au volant et aux pédales sont éliminés de même que la nécessité de changer de pédale lors d'une commutation entre des phases de freinage et d'accélération lors du déplacement longitudinal du véhicule. L'absence du volant et des pédales d'accélérateur et de frein fournit en outre un espace libre important pour la mise en place des appareillages. Le dispositif à élément de commande permet au conducteur un maintien corporel très agréable avec un libre choix de la position des pieds. En outre, il est possible de réduire la taille du véhicule, et ce de l'espace qui était nécessaire jusqu'alors pour le volant et les pédales, pour un même espace libre et une montée plus commode dans le véhicule. Selon une variante de réalisation du dispositif à élément de commande selon l'invention, l'élément de commande simule, d'une manière particulièrement judicieuse, la configuration extérieure du véhicule et l'axe vertical, autour duquel l'élément de commande peut être chargé par un couple, et choisi de telle sorte qu'il recoupe l'essieu arrière de cet ensemble miniaturisé présentant la configuration extérieure du véhicule. Cette position de l'axe vertical simule au mieux les déplacements transversaux des véhicules automobiles usuels, dans lesquels le braquage agit sur les roues de l'essieu avant. Selon une autre forme de réalisation appropriée du dispositif à élément de commande selon l'invention, l'élément de commande, qui simule la configuration extérieur du véhicule, peut être positionné sur une console centrale du véhicule ou sur une console séparée pouvant être positionnée différemment dans l'habitacle du véhicule, et qui peut être positionnée par exemple au choix sur le côté gauche ou le côté droit du siège du conducteur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une vue en perspective de la partie de la console centrale d'un véhicule automobile comportant un dispositif à élément de commande servant à commander le déplacement longitudinal et le déplacement transversal du véhicule et qui comporte un élément de commande agencé avec la configuration du véhicule; - la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale schématique de la partie de l'élément de commande de la figure 1, agencée avec la configuration du véhicule; et - la figure 3 représente une vue en plan schématique de la partie de l'élément de commande de la figure 1, possédant la configuration du véhicule. Le dispositif à élément de commande, qui est représenté sur les figures 1 à 3 avec ses composants auxquels on s'intéresse ici et sert à commander le déplacement longitudinal et le déplacement transversal d'un véhicule automobile, contient un élément de commande 1, dont la forme simule celle de la configuration extérieure du véhicule et qui est agencé simultanément d'une manière appropriée du point de vue ergonomique, sous la forme d'un élément formant poignée. Cet élément de commande 1 est disposé sur la partie horizontale avant d'une console centrale 2 d'un véhicule, d'une position correspondant à celle du véhicule réel. Le conducteur du véhicule, qui est assis sur un siège 3, peut saisir commodément et actionner l'élément de commande avec sa main droite, le conducteur pouvant appuyer son bras droit sur un appui-bras 3a disposé de façon appropriée. L'élément de commande 1 est monté sur la console centrale 2 de telle sorte qu'il peut être repoussé vers l'avant par le véhicule avec une force B dirigée vers l'avant, et peut être tiré vers l'arrière avec une force V dirigée vers l'arrière et peut être chargé par un couple D au choix dans le sens des aiguilles d'une montre ou en sens inverse, ce couple agissant autour d'un axe vertical 4 de l'élément de commande 1 du véhicule miniature, qui recoupe l'essieu arrière 5 de ce dernier. Au moyen d'un système de détection approprié, non représenté, comportant une unité de commande branchée en aval, le dispositif à élément de commande réalise une conversion de ces forces d'actionnement en des processus de commande correspondants pour le déplacement longitudinal et le déplacement transversal du véhicule. A cet effet l'élément de commande 1 peut être agencé sous la forme de ce qu'on appelle une partie d'actionnement ou de réglage passive, isométrique ou active. Dans tous les cas, une accélération du véhicule est déclenchée par la force d'actionnement B agissant vers l'avant, une décélération est provoquée par la force d'actionnement V dirigée vers l'arrière et un déplacement transversal de même sens du véhicule, c'est-à-dire qu'un mouvement de braquage est déclenché par le couple D appliqué autour de l'axe vertical 4. Dans le cas o la partie de réglage est agencée de manière à être passive et est centrée de préférence par un ressort, éventuellement avec des systèmes d'amortissement, la grandeur de déplacement à commander du véhicule est réglée en fonction de la déviation associée de l'élément de commande 1, qui est retenu à cet effet de manière à être déplaçable dans une direction d'actionnement correspondante, sur la console centrale 2. Dans le cas d'un agencement isométrique de la partie de réglage, l'élément de commande 1 reste fixe sur la console centrale 2 et la grandeur de déplacement du véhicule à commander est réglée en fonction de l'intensité de la force d'actionnement qui agit. Un tel réglage, en fonction de la force, de la grandeur d'actionnement du véhicule peut être également obtenu dans le cas d'un agencement actif de la partie de réglage et, dans ce cas, l'élément de commande est en supplément dévié automatiquement, en fonction de la valeur réelle respectivement atteinte de la grandeur de déplacement du véhicule commandée, pour fournir au conducteur une signalisation en retour associée. Une autre conception active consiste à régler la grandeur de déplacement du véhicule devant être commandée, en fonction de la déviation de l'élément de commande et exercer automatiquement, pour la transmission d'une signalisation en retour, une force de réaction sur l'élément de commande 1 au moyen d'un dispositif d'actionnement approprié, la grandeur de la force de réaction étant une mesure de la valeur réelle respectivement atteinte de la grandeur de déplacement commandée du véhicule. Il est évident que l'on peut également utiliser des combinaisons quelconques des principes de fonctionnement passif, actif et isométrique pour commander ou régler le déplacement longitudinal et le déplacement transversal du véhicule à l'aide de l'élément de commande 1. En outre, on peut intégrer, dans l'élément de commande 1 agencé avec la configuration du véhicule, différents autres éléments fonctionnels de commande, comme par exemple pour la commande de clignotants, du klaxon, de l'avertisseur lumineux, d'essuie-glaces, etc., ces éléments fonctionnels de commande étant disposés de préférence aux emplacements de l'élément de commande 1 en forme de véhicule miniature, sur lesquels les éléments fonctionnels commandés sont situés dans le véhicule réel. Sur les figures 2 et 3, on a illustré à titre d'exemple un agencement passif du dispositif à élément de commande 1. Comme cela est visible sur la figure 2, l'élément de commande 1 et monté sur un chariot 6, qui est guidé de manière à être déplaçable dans la direction longitudinale du véhicule sur la console centrale 2 de ce dernier. Le chariot 6 prend appui élastiquement sur son côté avant et sur sont côté arrière, au moyen de deux éléments de ressort 7, 8, sur la console centrale 2 et est de ce fait retenu dans une position de repos définie, dans le cas o aucune charge n'est appliquée. Des éléments amortisseurs 9, 10 disposés en parallèle avec les éléments de ressort 7, 8 amortissent le déplacement longitudinal du chariot 6 sur lequel est monté l'élément de commande 1. Un capteur de déplacement 11 détecte la déviation du chariot 6 par rapport à sa position de repos et retransmet cette déviation à l'unité de commande, non représentée et branchée en aval, du dispositif à élément de commande. Pour détecter le mouvement de rotation de l'élément de commande 1 autour de son axe vertical 4, qui est provoqué par l'application d'un couple respectif, l'élément de commande 1 comporte un bout d'arbre 12, qui s'étend vers le bas en traversant une ouverture de passage aménagée dans le chariot 6, sur la ligne de l'axe central 4 qui recoupe en position centrale l'essieu arrière 5, et dont le mouvement de rotation est détecté par un potentiomètre rotatif raccordé 13, qui retransmet l'information correspondant de position de rotation de l'unité de commande, branchée en aval, du dispositif à élément de commande. Comme cela est visible sur la figure 3, à ce mouvement de rotation sont associés, pour chaque sens de rotation, respectivement un élément de ressort 14, 15 et un élément amortisseur 16, 17, qui supporte l'élément de commande 1 sur la console centrale 2 de telle sorte qu'une position angulaire de repos est définie, à partir de laquelle l'élément de commande 1 peut être dévié à l'encontre des forces élastiques des ressorts. Dans la position de repos, l'élément de commande 1 du véhicule miniature est situé dans une position qui correspond au véhicule réel, c'est-à-dire que son axe longitudinal et son axe transversal sont parallèles à l'axe longitudinal et l'axe transversal du véhicule réel. La description précédente d'un exemple de réalisation préférée montre qu'avec le dispositif à élément de commande selon l'invention, on obtient une commande particulièrement économique et judicieuse du déplacement longitudinal et du déplacement transversal d'un véhicule automobile. Par rapport à un élément de commande monté à la cardan, on peut avoir un actionnement de l'élément de commande, qui correspond encore mieux aux désirs intuitifs du conducteur d'avoir le comportement du véhicule, qu'il faut obtenir. Ainsi, le mouvement de rotation de l'élément de commande correspond directement à un déplacement désiré en courbe du véhicule sans qu'il faille déduire indirectement, d'un mouvement de braquage d'un autre type, le déplacement transversal désiré du véhicule. Le cas échéant, on peut prévoir des éléments de commande représentés en forme de véhicules miniatures, à savoir un élément sur le côté droit et l'autre élément sur le côté gauche du siège du conducteur. Le conducteur peut alors actionner ces éléments alternativement et simultanément avec sa main droite ou sa main gauche, des dispositions appropriées empêchant une collision entre les instructions. Comme autre variante, on peut disposer l'élément de commande en forme de véhicule miniature sur une console indépendante, qui peut être déplacée dans l'habitacle du véhicule ou peut être positionnée en tout cas d'une manière variable en différentes positions, par exemple dans la zone située à droite ou à gauche du siège du conducteur. REVENDICATIONS 1. Dispositif à élément de commande pour la commande du déplacement longitudinal et du déplacement transversal d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de commande (1), ayant une configuration analogue à celle du véhicule, qui peut être actionné manuellement et qui, dans le cas de l'application d'une force dirigée vers l'avant du véhicule, déclenche un processus d'accélération et, dans le cas de l'application d'une force dirigée vers l'arrière du véhicule, déclenche un processus de décélération et, lors de l'application d'un couple autour d'un axe vertical (4), déclenche un déplacement transversal du véhicule dans le même sens. 2. Dispositif à élément de commande selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que l'élément de commande (1) simule la forme extérieure d'un véhicule et est disposé de manière à pouvoir être chargé par un couple autour d'un axe vertical (4) qui recoupe l'essieu arrière (5). 3. Dispositif à élément de commande selon la revendication 2, caractérisé en outre en ce que l'élément de commande (1) est disposé sur une console centrale (2) d'un véhicule ou sur une console pouvant être positionnée d'une manière variable dans l'habitacle du véhicule.