Brevet FR2799035A1 — publié le 20010330

SIMULATEUR DE CONDUITE D'UN VEHICULE DESCRIPTION Contexte de l'invention 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne un appareil destiné à simuler la conduite d'un véhicule, l'appareil comportant un corps de véhicule simulé que peut chevaucher un conducteur ou un opérateur. 2. Description de la technique concernée Ce type d'appareil simulateur de conduite de véhicule était connu jusqu'à présent à partir de l'application de brevet japonais publiée et non examinée n 30950 / 1999. En fait, un simulateur de corps de véhicule est supporté sur une embase et comporte une liberté de rotation sur deux axes, de manière à pouvoir tourner autour d'un premier axe et autour d'un second axe qui coupe le premier axe à angle droit. Au moyen d'une paire de vérins linéaires (vérins à action linéaire), il est donné au simulateur de corps de véhicule une rotation autour du premier axe et une rotation autour du second axe. Dans cet appareil, chacun des vérins linéaires est disposé dans une position approximativement parallèle à l'un des premier et second axes. Un élément de fixation de chacun des vérins linéaires est couplé à l'embase par l'intermédiaire d'un arbre de support qui est parallèle à l'un ou l'autre du premier axe ou du second axe. Une articulation à renvoi coudé qui est supportée en rotation sur l'embase par l'intermédiaire d'un arbre de support, qui est parallèle à l'un des premier et second axe, est couplée à l'élément mobile de chacun des vérins linéaires. Cette liaison et cet simulateur de corps de véhicule sont accouplés par l'intermédiaire d'une tige qui comporte des joints à rotule fixés aux deux extrémités de la tige. Dans l'appareil conventionnel décrit ci-dessus, un mécanisme de connexion, qui se compose de l'articulation et de la tige, est disposé entre chacun des vérins linéaires et le simulateur de corps de véhicule. Ainsi, le nombre des pièces augmente et entraîne un accroissement des coûts. En fonction des points qui précèdent, la présente invention a pour but de fournir un appareil à faible coût destiné à simuler la conduite d'un véhicule, dans lequel un simulateur de corps de véhicule peut tourner autour d'un premier axe et d'un second axe grâce à une paire de vérins linéaires, sans avoir à disposer un mécanisme de connexion entre ceux-ci. Résumé de l'invention De manière à atteindre le but mentionné ci-dessus et d'autres buts, la présente invention consiste en un appareil destiné à simuler la conduite d'un véhicule, l'appareil comportant: une embase; et un simulateur de corps de véhicule sur lequel peut monter un conducteur et qui est supporté sur l'embase avec une liberté de rotation bi-axiale autour d'un premier axe et autour d'un second axe qui coupe le premier axe à angle droit. L'appareil comprend une paire de vérins linéaires disposés dans une position décalée sur un côté dans le sens axial de l'un des premier axe et second axe, les vérins étant disposés de manière symétrique par rapport à un plan qui coupe à angle droit l'un ou l'autre du premier axe et du second axe et qui comprend un axe de l'un des premier axe et second axe, dans lequel un élément de fixation de chacun des vérins linéaires est couplé à l'embase, et dans lequel un élément mobile de chacun des vérins linéaires est respectivement couplé au simulateur de corps de véhicule par l'intermédiaire de joints à rotule. Selon la présente invention, lorsque les deux vérins linéaires sont entraînés dans la même direction, le simulateur de corps de véhicule tourne autour de l'un ou l'autre du premier axe et su second axe. D'autre part, lorsque les deux vérins sont actionnés dans des directions qui sont opposées l'une par rapport à l'autre, le simulateur de corps de véhicule tourne autour dudit l'un des premier et second arbres. Dans cet aménagement, il est nécessaire d'accorder une certaine liberté de rotation bi-axiale respectivement à la partie d'accouplement entre l'élément de fixation de chacun des vérins linéaires et l'embase, et à une partie d'accouplement entre l'élément mobile de chacun des vérins linéaires et le simulateur de corps de véhicule, la rotation s'effectuant autour d'un axe qui est parallèle au dit l'un des axes et autour d'un axe qui est parallèle à l'autre des axes. Cette liberté de mouvement peut être fournie par des joints à rotule. De cette manière, au moyen de la paire de vérins linéaires, le simulateur de corps de véhicule peut tourner autour du premier axe et autour du second axe, sans avoir à disposer entre eux un mécanisme de connexion. Dans l'appareil destiné à simuler la conduite d'un véhicule, dans lequel le simulateur de corps de véhicule est un motocycle, le premier axe et le second axe se composent respectivement d'un axe de roulis qui s'étend dans le sens longitudinal du simulateur de corps de véhicule et d'un axe de tangage qui s'étend dans le sens latéral du simulateur de corps de véhicule. Dans ce cas, il est préférable que la paire de vérins linéaires soit disposée en position décalée sur un côté avant dans le sens axial de l'axe de roulis par rapport à l'axe de tangage, de manière symétrique par rapport au plan qui coupe l'axe de tangage à angle droit et qui comprend la ligne axiale de l'axe de roulis. L'élément mobile de chacun des vérins linéaires est couplé à une partie inférieure avant du simulateur de corps de véhicule. Ensuite, les vérins linéaires peuvent être recouverts d'un capot avant qui doit être monté sur une partie d'extrémité avant du simulateur de corps de véhicule. Il est ainsi possible d'améliorer l'aspect esthétique de l'appareil. De plus, il est possible d'assurer un espace plus grand en dessous des deux côtés de la partie centrale du simulateur de corps de véhicule, ce qui permet d'obtenir une construction appropriée de l'appareil lorsqu'il est utilisé en tant que simulateur de conduite d'un motocycle. Brève description des dessins L'objet de la présente invention mentionné ci dessus, ainsi que les autres objets et les avantages qui en découlent deviendront évidents à la lecture de la description qui suit faite en liaison avec les dessins d'accompagnement dans lesquels: La figure 1 est une vue latérale d'un appareil de simulation de conduite d'un véhicule selon la présente invention; La figure 2 est une vue en plan de l'appareil représenté sur la figure 1; et La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III- III de la figure 1. Description détaillée d'un mode de réalisation préféré Les figures 1 et 2 représentent un appareil destiné à simuler la conduite d'un motocycle. Cet appareil comporte une embase 1 et un simulateur de corps de véhicule 2 qui est supporté sur l'embase 1 et qui a une certaine liberté de rotation bi-axiale qui sera décrite davantage en détails ci-dessous. Le simulateur de corps de véhicule 2 comprend: une colonne avant 2b qui comporte un guidon 2a placé à l'extrémité supérieure de celle-ci et qui est destiné à diriger le simulateur de corps de véhicule; un châssis principal 2c qui est allongé vers l'arrière à partir d'une extrémité arrière de la colonne avant 2b; et un châssis arrière 2d qui est disposé sur une partie supérieure arrière du châssis principal 2c. Cet aménagement est tel qu'un conducteur ou un opérateur peut s'asseoir ou monter sur un siège (non représenté) qui doit être fixé sur le châssis arrière 2d. En outre, la colonne avant 2b comporte à une extrémité avant de celle-ci un bâti de support 2e qui est en saillie vers l'avant. Un moteur électrique 2f est monté sur le bâti de support 2e. Le moteur électrique 2f est couplé par l'intermédiaire d'un mécanisme de réduction (réducteur de vitesse) à un arbre de direction 2g qui s'étend à partir du guidon 2a. Cet aménagement est tel que l'effort de direction correspondant à un état de fonctionnement est fourni au guidon 2a. Une embase de support la est fixée sur l'embase 1 afin de supporter le simulateur de corps de véhicule 2. Un axe de roulis (arbre de roulis) 3 est supporté en rotation sur cette embase de support la par l'intermédiaire d'une paire de paliers 4, 4. L'axe de roulis 3 est allongé vers l'avant et vers l'arrière (c'est-àdire dans le sens longitudinal du simulateur de corps de véhicule 2), l'axe de roulis étant défini comme étant le premier axe. Comme le montre la figure 3, un axe de tangage (arbre de tangage) 5, défini comme étant le second axe, qui coupe l'axe de roulis 3 à angle droit et qui se prolonge dans le sens latéral (c'est-à-dire dans le sens de la largeur au simulateur de corps de véhicule 2) est fixé sur une surface supérieure de l'axe de roulis 3. Une plaque de support 2i est fixée sur une surface inférieure du châssis principal 2c au simulateur de corps de véhicule 2. Le simulateur de corps de véhicule 2 est supporté en rotation par une paire de paliers 6, 6 qui sont montés sur la surface inférieure de la plaque de support 2i. Ainsi, il est procuré au simulateur de corps de véhicule 2 une liberté de rotation bi-axiale autour de l'axe de roulis 3 et de l'axe de tangage 5. Dans l'appareil destiné à simuler la conduite d'un véhicule, il est disposé une paire de vérins linéaires gauche et droit 7, 7 en position décalée par rapport à l'axe de tangage 5, sur un côté (côté avant dans ce mode de réalisation) dans le sens axial de l'axe de roulis 3, les vérins linéaires 7, 7 étant disposés de manière symétrique par rapport à un plan "a" qui coupe l'axe de tangage 5 à angle droit et qui comprend la ligne axiale de l'axe de roulis 3. Chacun des vérins linéaires 7, 7 comporte un carter 7a destiné à contenir à l'intérieur de celui-ci un moteur électrique (non représenté), et une tige filetée 7b qui est introduite au travers du carter 7a. Un écrou destiné à être engagé sur la tige filetée par vissage est supporté de manière rotative à l'intérieur du carter 7a. Lorsque l'écrou est tourné par le moteur électrique, la tige filetée 7b et le carter 7a se déplacent l'un par rapport à l'autre dans le sens axial de la tige filetée 7b. Ce vérin linéaire 7 est connu en tant que vérin utilisé dans les mécanismes de direction à assistance électrique. La partie d'extrémité inférieure de la tige filetée 7b de chacun des vérins linéaires 7, 7 est accouplée à l'embase 1 par l'intermédiaire d'un premier joint à rotule 8. Le carter 7a de chacun des vérins linéaires 7, 7 est couplé au simulateur de corps de véhicule par l'intermédiaire d'un second joint à rotule 9. Le premier joint à rotule 8 se compose d'un accouplement à axe universel qui est réalisé par accouplement d'une chape inférieure fixée sur l'embase 1 avec une chape supérieure 8b fixée sur la tige filetée 7b par l'intermédiaire d'un élément en forme de croix 8c. Le second joint à rotule 9 comporte un élément en forme de fourche 9c qui est supporté en rotation, par l'intermédiaire d'un axe qui s'étend de manière longitudinale 9b, par des paliers 9a sur chacun des supports 2j, 2j qui sont disposés de manière à saillir latéralement vers l'extérieur sur les deux côtés inférieurs de la colonne avant 2b du simulateur de corps de véhicule 2. En fonction de la manière dont le carter 7a est introduit à l'intérieur de la partie en forme de fourche de l'élément en forme de fourche 9c, l'élément en forme de fourche 9c est fixé en pivotement sur le carter 7a par l'intermédiaire d'axes 9d qui traversent l'arbre 9b à angle droit. De cette manière, il est donné une liberté de rotation bi-axiale à la partie d'accouplement entre la tige filetée 7b et l'embase 1, et à la partie d'accouplement située entre le carter 7a et le simulateur de corps de véhicule 2. La tige filetée 7b et le carter 7a peuvent ainsi être inclinés dans une direction arbitraire par rapport au simulateur de corps de véhicule 2. Selon l'aménagement décrit ci-dessus, lorsque la paire de vérins linéaires 7, 7 est conjointement déplacée vers le haut ou vers le bas, le simulateur de corps de véhicule 2 est soumis à un mouvement rotatif vers le bas (la tête étant dirigée vers le bas) ou vers le haut (la tête étant dirigée vers le haut), l'axe de tangage 5 servant de pivot, à savoir qu'il est soumis à un mouvement de tangage. Lorsque les carters 7a, 7a des deux vérins linéaires sont déplacés dans des directions verticales qui sont à l'opposé l'une de l'autre, le simulateur de corps de véhicule 2 est soumis à un mouvement rotatif latéral ou horizontal, l'axe de roulis 3 servant de pivot, à savoir qu'il est soumis à un mouvement de roulis. De cette manière, en donnant au simulateur de corps de véhicule 2 un mouvement de tangage en fonction de l'action effectuée sur l'accélérateur et sur le frein par le conducteur, de même qu'en donnant au simulateur de corps de véhicule 2 un mouvement de roulis en fonction du déplacement (ou transfert) du poids du conducteur lui-même, il devient possible au conducteur d'expérimenter ou de ressentir physiquement le mouvement du corps de véhicule de la même manière que s'il conduisait effectivement un motocycle. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, la paire de vérins linéaires 7, 7 est disposée en position dressée à proximité de la colonne avant 2b du simulateur de corps de véhicule 2. Ainsi, les vérins linéaires 7, 7 peuvent être recouverts par un capot avant (non représenté) qui doit être monté sur la colonne avant 2b du simulateur de corps de véhicule 2. Ceci apporte une amélioration de l'esthétique de l'appareil dans la simulation de la conduite. De plus, il est possible d'assurer un espace ouvert plus important en dessous de la partie centrale de chaque côté du simulateur de corps de véhicule, ce qui permet d'obtenir une fabrication appropriée en tant qu'appareil de simulation de la conduite d'un motocycle. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, la tige filetée 7b du vérin linéaire 7 est fixée en tant qu'élément statique sur l'embase 1, et le carter 7a est accouplé en tant qu'élément mobile au simulateur de corps de véhicule 2. A l'inverse, le carter 7a peut constituer l'élément statique devant être couplé à l'embase 1, et la tige filetée 7a, peut être couplée, en tant qu'élément mobile, au simulateur de corps de véhicule 2. De plus, les vérins linéaires 7, 7 ne se limitent pas à des vérins actionnés par un moteur électrique comme décrit ci-dessus, mais peuvent se composer de vérins utilisant un fluide sous pression. En outre, lorsque l'appareil simulateur de conduite est prévu pour un véhicule à moteur, et lorsque celui-ci comporte un simulateur de corps de véhicule qui est supporté sur une embase avec une liberté de rotation autour d'un axe vertical de lacet et d'un axe latéral de tangage, il est possible d'utiliser l'aménagement qui suit. En fait, dans une position décalée dans le sens axial, c'est-à-dire dans une position dirigée vers le bas le long de l'axe de lacet qui est défini comme étant un côté de la direction axiale de l'arbre de lacet par rapport à l'arbre de tangage, une paire de vérins linéaires est disposée de manière symétrique par rapport à un plan qui coupe l'axe de tangage à angle droit qui comprend la ligne axiale de l'axe de lacet. L'élément de fixation et l'élément mobile de chacun des vérins linéaires sont respectivement couplés à l'embase et au simulateur de corps de véhicule par l'intermédiaire de joints à rotule. Selon cet aménagement, lorsque les deux vérins linéaires sont entraînés dans la même direction, le simulateur de corps de véhicule est soumis à un mouvement de tangage autour de l'axe de tangage. Lorsque les deux vérins linéaires sont entraînés dans des directions qui sont opposées l'une par rapport à l'autre, le simulateur de corps de véhicule est soumis à un mouvement de lacet. Comme le montrent les explications fournies ci- dessus, selon la présente invention, le simulateur de corps de véhicule peut tourner au moyen d'une paire de vérins linéaires autour de chacun d'un premier axe et d'un second axe sans avoir recours à un mécanisme de connexion. Ainsi, il est possible de réduire le nombre de pièces, ce qui a pour résultat une diminution des coûts. Il est évident que l'appareil destiné à simuler la conduite d'un véhicule décrit ci-dessus atteint la totalité des objets mentionnés ci-dessus et présente en outre les avantages d'une vaste utilité commerciale. Il doit être entendu que la forme spécifique de l'invention décrite ci-dessus a un but uniquement représentatif et que certaines modifications dans le domaine de cette description apparaîtront clairement aux spécialistes de la technique. En conséquence, il doit être fait référence aux revendications qui suivent pour la détermination de la totalité du domaine de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Appareil destiné à simuler la conduite d'un véhicule, ledit appareil comportant: une embase (1); et un simulateur de corps de véhicule (2) sur lequel peut monter un conducteur et qui est supporté sur ladite embase (1) avec une liberté de rotation bi- axiale autour d'un premier axe et autour d'un second axe qui coupe le premier axe à angle droit, ledit appareil comprenant: une paire de vérins linéaires (7) disposés dans une position décalée sur un côté dans le sens axial de l'un du premier axe et du second axe, lesdits vérins (7, 7) étant disposés de manière symétrique par rapport à un plan qui coupe à angle droit l'un ou l'autre du premier axe et du second axe et qui comprend une ligne axiale desdits l'un des premier axe et second axe, dans lequel un élément de fixation (7b) de chacun desdits vérins linéaires (7, 7) est couplé à ladite embase (1), et dans lequel un élément mobile (7a) de chacun desdits vérins linéaires (7, 7) est respectivement couplé au dit simulateur de corps de véhicule (2) par l'intermédiaire de joints à rotule. 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel ledit simulateur de corps de véhicule (2) concerne un motocycle, dans lequel le premier axe et le second axe se composent respectivement d'un axe de roulis (3) qui s'étend dans le sens longitudinal du simulateur de corps de véhicule (2) et d'un axe de tangage (5) qui s'étend dans le sens latéral du simulateur de corps de véhicule (2), dans lequel ladite paire de vérins (7, 7) est disposée en position décalée sur un côté avant dans une direction axiale de l'axe de roulis (3) par rapport à l'axe de tangage (5) de manière symétrique par rapport à un plan ("a") qui coupe l'axe de tangage (5) à angle droit et qui comprend une ligne axiale de l'axe de roulis (3), dans lequel ledit élément mobile (7a) de chacun desdits vérins (7, 7) est couplé à une partie inférieure avant dudit simulateur de corps de véhicule (2).