Brevet FR2897330A1 — publié le 20070817

L'invention concerne les directions de véhicule automobile et en particulier, mais non exclusivement, les directions dites by-wire c'est-à-dire dans lesquelles il n'existe pas de lien mécanique entre le volant et les systèmes d'actionnement des roues. On connaît des véhicules à direction by-wire où les roues sont dépendantes l'une de l'autre pour leur orientation. Les roues peuvent par exemple être actionnées au moyen d'une crémaillère motorisée. Mais cet agencement limite à la fois les prestations supplémentaires et la faculté de proposer de nouvelles architectures du bloc avant. En effet, il existe toujours un élément qui traverse le bloc avant, lequel est plus volumineux qu'une crémaillère actuelle. De plus, de fortes contraintes de position pèsent sur la crémaillère pour assurer les épures du train. On connaît par ailleurs des directions à roues indépendantes quant à leur orientation et pilotées chacune par un actionneur. C'est ainsi le cas du document US-6 484 839 dans lequel l'actionneur agit sur le porte-fusée. Mais les épures de train se trouvent conditionnés par la longueur et la position de la biellette reliant l'actionneur au porte-fusée. Cela complique les contraintes de positionnement de l'actionneur. Les possibilités géométriques pour implanter l'actionneur sont donc limitées. Un but de l'invention est d'offrir plus de liberté pour positionner l'actionneur. A cet effet, on prévoit selon l'invention un véhicule comprenant, pour au moins une roue directrice : - un porte-fusée ; - une jambe de force reliée au porte-fusée ; et - un actionneur de commande d'une orientation du porte-fusée, relié au porte-fusée par l'intermédiaire de la jambe de force. Ainsi, le positionnement de l'actionneur n'est plus conditionné par le respect des épures de pince du train. En effet, le point de liaison entre l'actionneur et la jambe de force ne présentant pas de débattement, l'amplitude et l'orientation de l'actionneur n'ont pas d'influence sur les épures 2 du train. De plus, la zone sous le coude de longeron du véhicule se trouve dégagée. On peut donc faire évoluer le dessin de celui-ci pour une meilleure résistance aux chocs. Le véhicule selon l'invention pourra présenter en outre au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes : - l'actionneur est relié au porte-fusée par l'intermédiaire d'une extrémité supérieure de la jambe de force ; - l'actionneur est relié au porte-fusée par l'intermédiaire d'une partie de la jambe de force mobile à coulissement par rapport au porte-fusée ; - la jambe de force comprend au moins un amortisseur et/ou un ressort ; - l'actionneur est articulé à la jambe de force ; - l'actionneur est en prise par engrénement avec la jambe de force ; - le véhicule comprend des moyens pour solidariser en rotation au porte-fusée une partie de la jambe de force reliée à l'actionneur ; - les moyens de solidarisation comprennent un pantographe ; - la jambe de force comprend un amortisseur monté en parallèle avec un organe de coulissement tel qu'un deuxième amortisseur ou un guide ; et - le véhicule comprend un organe de commande de direction actionnable par le conducteur et des moyens de liaison non mécaniques entre l'organe et l'actionneur, la roue faisant partie de préférence d'un train de deux roues orientables indépendamment l'une de l'autre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante d'un mode préféré de réalisation et de deux variantes donnés à titre d'exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un organigramme d'une direction dans un véhicule selon un mode préféré de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle en perspective d'une partie de la direction du véhicule de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective de plus grand détail de l'ensemble de la figure 2 ; - les figures 4 et 5 sont deux vues de dessus de l'agencement de la figure 3 montrant deux orientations respectives de la roue ; - la figure 6 est une vue analogue à la figure 2 illustrant une variante de réalisation ; et - la figure 7 est une vue analogue à la figure 3 illustrant une autre variante de réalisation. Un premier mode de réalisation du véhicule selon l'invention est illustré aux figures 1 à 5. La volonté du conducteur 2 est imprimée par ce dernier à un organe de commande de direction du véhicule tel qu'un volant 4. Cet organe est relié à un restituteur 6 qui transmet sous forme de signal la commande ainsi choisie à une unité centrale 8 assurant la définition des stratégies de pilotage à l'aide de signaux transmis par des détecteurs 9 connus en eux-mêmes. On considère ici un train de deux roues orientables 12 tel que le train avant du véhicule. A chaque roue est associée une électronique de puissance 10 et un actionneur 14 orientant la roue. L'unité 8 envoie aux électroniques de puissance respectives des signaux fonction de la stratégie de pilotage retenue. Il s'agit donc, comme on le voit, d'une direction dite by-wire c'est- à-dire sans liaison mécanique intégrale entre l'organe 4 et les roues 12. De plus, dans le présent exemple, les deux roues 12 peuvent être orientées indépendamment l'une de l'autre. Comme illustré aux figures 2 à 5, à chaque roue est associée une suspension du type Mc Pherson. Ce type de suspension est connu en lui- même et ne sera pas décrit ici en grand détail. Seuls les aspects touchant à l'invention seront présentés. Pour chaque roue, comme illustré à la figure 2, la suspension comprend une jambe de force ou coulisse 16 comprenant un amortisseur 18 et un ressort 20. L'amortisseur comprend un corps 22 et une tige 24 mobile à coulissement dans le corps pour sortir plus ou moins de ce dernier vers le haut. La jambe 16 s'étend essentiellement suivant la direction verticale de 4 sorte que la direction de coulissement correspond à cette direction. La jambe 16 porte deux flasques sous la forme de disques horizontaux coaxiaux. Le disque inférieur 28 est fixé rigidement au corps 22 de l'amortisseur tandis que le disque supérieur 30 est fixé rigidement à une extrémité supérieure de la tige 24. Les deux flasques sont donc mobiles à coulissement l'un par rapport à l'autre suivant la direction de l'axe vertical 26 de la jambe. Le ressort 20 est en appui vers le haut contre le flasque supérieur 30 et vers le bas contre le flasque inférieur 28. A son extrémité supérieure correspondant à l'extrémité supérieure de la tige 24 et au flasque 30, la jambe 16 est reliée d'une façon connue en elle-même au châssis du véhicule, par exemple par une liaison rotule. La jambe 16 est reliée par son extrémité inférieure au porte-fusée 31 portant notamment la fusée qui supporte la roue. Cette liaison est un encastrement de sorte que la rotation de la jambe 16 autour de l'axe 26 entraîne en rotation le porte-fusée 31. Une extrémité inférieure du porte-fusée est reliée de façon connue en soi à un triangle de suspension 32, par exemple par une liaison rotule. Ce dernier est relié de façon adaptée au châssis du véhicule, par exemple en étant articulé au châssis autour d'un axe 33. Les flasques 28 et 30 sont sensiblement coaxiaux à un axe de pivotement 29 du porte-fusée 31, passant par la liaison de l'amortisseur à la caisse et par la rotule de bras inférieur. L'amortisseur est coaxial à l'axe de coulissement 26. Le ressort, quant à lui, est sensiblement coaxial à l'axe de pivotement 29. Dans le présent exemple, l'actionneur 14 comprend un vérin électrique dont le corps 34 est articulé par son extrémité arrière 36 au châssis du véhicule, par exemple au moyen d'un cardan 38. Le vérin comprend une tige 40 mobile à coulissement par rapport au corps 34 et articulée par son extrémité avant directement sur le flasque 30 par une rotule. Dans le présent exemple, pour assurer la solidarisation en rotation entre le flasque 30 et la partie inférieure de la jambe 16, des moyens sont prévus tels qu'un pantographe 42 comprenant deux couples de biellettes 44, 46. Dans chaque couple, l'extrémité inférieure de la biellette inférieure 44 est articulée sur le flasque 28 tandis que l'extrémité supérieure de la biellette supérieure 46 est articulée sur le flasque 30. Les biellettes sont articulées directement l'une à l'autre par leurs autres extrémités. Les axes de rotation des biellettes sont parallèles, situés dans des plans perpendiculaires à l'axe 26 et coïncident avec les axes de l'autre paire de biellettes. Comme illustré à la figure 3, les deux biellettes supérieures 46 peuvent être d'une seule pièce en étant fixées à un manchon commun à leur extrémité inférieure formant l'axe de rotation avec les biellettes 44 comme c'est le cas dans le présent exemple. Lorsque l'actionneur 14 reçoit un signal électrique au moyen de la connexion 50 prévue à cette fin, il déplace la tige 40 par rapport au corps 34 suivant une direction de coulissement horizontale qui sera pour l'essentiel perpendiculaire à la direction de marche du véhicule. Ce coulissement provoque la rotation du flasque supérieur 30 et donc de l'ensemble de la jambe 16 autour de l'axe 29, laquelle entraîne dans le même mouvement de rotation le porte-fusée 31 et la roue 12 associée. La cinématique résultant de l'actionneur est présentée aux figures 4 et 5 pour deux angles de braquage opposés de la roue. Une variante de réalisation de l'invention a été illustrée à la figure 6. L'agencement diffère de celui de la figure 2 par le type de liaison entre l'actionneur 14 et le flasque supérieur 30. Cette fois, l'actionneur 14 est un actionneur rotatif dont l'arbre de rotation 60, émergeant en partie supérieure, est vertical d'axe 62. Une roue 64 est coaxiale à un pignon 66 et solidaire de ce dernier en rotation. La roue 64 engrène avec une denture prévue sur l'arbre 60 tandis que le pignon 66 engrène avec un secteur de couronne dentée 68 prévue sur le flasque 30. L'ensemble pignon 66 - roue 64 est 6 monté mobile à rotation par rapport au corps de l'actionneur 14. La rotation de l'arbre 60 provoque donc la rotation du flasque 30 autour de son axe 29. On pourra prévoir que le moteur 14, l'engrenage 60, 66 et le secteur denté sont solidarisés pour suivre les débattements angulaires de la jambe de force 16 autour des axes classiques X (longitudinal) et Y (transversal). Une autre variante de réalisation a été illustrée à la figure 7. Cette fois, en remplacement du pantographe 42, les moyens prévus pour interdire la rotation relative entre les extrémités supérieure et inférieure de la jambe 16 consistent en un doublement de l'amortisseur 18 sous la forme d'un amortisseur 18 et d'un amortisseur 19 disposés en parallèle l'un de l'autre et reliés tous deux d'une part au porte-fusée 31 et d'autre part au flasque supérieur 30. Cet agencement pourrait être remplacé par un agencement dans lequel l'actionneur 14 reste unique tandis qu'est prévu en supplément et en parallèle un guidage du mouvement de coulissement du flasque supérieur 30 par rapport au flasque inférieur 28 interdisant leur rotation relative. L'invention s'applique à un train Mc Pherson modifié. Elle permet d'agir sur la jambe de force du train au point de fixation de la jambe de force sur la caisse du véhicule. Comme on le voit, l'actionneur est fixé à proximité du point F reliant l'extrémité supérieure de la jambe de force 16 au châssis du véhicule. Pour que la rotation du point F puisse être communiquée au porte-fusée et donc à la roue, le point F et le porte-fusée sont solidarisés en rotation sans l'être à coulissement suivant la direction verticale pour autoriser le débattement de la suspension. L'invention permet de rapprocher les actionneurs des roues pour libérer de l'espace dans le compartiment moteur. De plus, les épures de pince en pompage deviennent indépendantes de l'implantation de la direction. On prévoira de préférence que les actionneurs sont réversibles. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Véhicule comprenant, pour au moins une roue directrice (12) : - un porte-fusée (31) ; - une jambe de force (16) reliée au porte-fusée ; et -un actionneur (14) de commande d'une orientation du porte-fusée, caractérisé en ce que l'actionneur (14) est relié au porte-fusée (31) par l'intermédiaire de la jambe de force (16). 2. Véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'actionneur (14) est relié au porte-fusée (31) par l'intermédiaire d'une extrémité supérieure (30) de la jambe de force (16). 3. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionneur est relié au porte-fusée (31) par l'intermédiaire d'une partie (30) de la jambe de force (16) mobile à coulissement par rapport au porte-fusée (31). 4. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la jambe de force (16) comprend au moins un amortisseur (18) et/ou un ressort (20). 5. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionneur (14) est articulé à la jambe de force (16). 6. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'actionneur (14) est en prise par engrénement avec la jambe de force (16). 30 7. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (42 ; 19) pour solidariser en25 8 rotation au porte-fusée (31) une partie (30) de la jambe de force (16) reliée à l'actionneur (14). 8. Véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation comprennent un pantographe (42). 9. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la jambe de force comprend un amortisseur (18) monté en parallèle avec un organe de coulissement tel qu'un deuxième amortisseur (19) ou un guide. 10. Véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de commande de direction (4) actionnable par le conducteur et des moyens de liaison non mécaniques entre l'organe et l'actionneur, la roue (12) faisant partie de préférence d'un train de deux roues orientables indépendamment l'une de l'autre.