Brevet FR2930753A1 — publié le 20091106

[0001] L'invention concerne une méthode de contrôle de la position angulaire de roulage du plan d'une roue de véhicule automobile. [0002] L'invention s'applique notamment au contrôle du braquage des roues arrière d'un véhicule automobile à 3 ou 4 roues, c'est à dire à 2 essieux. [0003] Traditionnellement, l'essieu avant d'un véhicule automobile est l'essieu directeur et l'essieu arrière est à braquage fixe. [0004] Pour améliorer le comportement dynamique, il est connu d'utiliser en outre un essieu arrière à roues directrices. Voir par exemple les documents WO2007/0112770 ou WO2007/118629. Selon les méthodes de contrôle connues, le braquage des roues arrière est ajusté en continu en fonction du braquage des roues avant, soit dans le sens d'une plus grande maniabilité à faible vitesse, soit dans le sens d'une plus grande stabilité à haute vitesse, soit l'une ou l'autre de ces deux méthodes selon la situation dans laquelle se trouve le véhicule. [0005] Ces systèmes et ces essieux étant relativement complexes, ils sont donc lourds et coûteux, ce qui a limité leur diffusion sur le marché. Ils posent en outre un problème de conception de leur mode de fonctionnement dégradé. En effet, en cas de défaillance au cours du roulage du système de contrôle ou d'un actionneur de braquage, il faut d'une part pouvoir garantir la sécurité des occupants du véhicule et d'autre part éviter tant que possible son immobilisation. Ceci conduit en particulier à prévoir que les actionneurs aient un fonctionnement irréversible afin de maintenir le plan de roue fixe en cas de défaillance du contrôle. Ceci conduit en outre à limiter l'amplitude du braquage afin de maintenir la possibilité d'un roulage à vitesse très réduite au cas où les roues arrière sont bloquées en position braquée. Une amplitude limitée ne permet malheureusement pas d'obtenir une amélioration significative de la manoeuvrabilité à basse vitesse, lors des manoeuvres de stationnement par exemple. [0006] Un objectif de l'invention est donc de proposer une méthode et un dispositif de contrôle du braquage des roues arrière lors des manoeuvres à basse vitesse qui pallient au moins certains des inconvénients de l'état de la technique. [0007] L'invention concerne ainsi une méthode de contrôle du braquage des roues arrière d'un véhicule à deux essieux, visant à réduire le rayon de braquage du véhicule lors d'une manoeuvre à basse vitesse et consistant à donner lors d'une manoeuvre à basse vitesse à chacune des roues arrière une consigne de braquage, ladite méthode étant caractérisée en ce que ladite consigne de braquage de chacune des roues arrière est choisie parmi seulement deux valeurs, une valeur de braquage à gauche et une valeur de braquage à droite. De cette façon, on évite toute notion d'asservissement précis de l'angle de braquage. Lorsque les conditions de faible vitesse sont remplies, le contrôle de l'essieu arrière ne vise que le choix du braquage à droite (si l'essieu avant braque à gauche) ou le choix du braquage à gauche (si l'essieu avant braque à droite). En l'absence de consigne, le braquage de l'essieu arrière demeure ou redevient nul. On peut donc parler de gestion extrêmement simple que l'on pourrait qualifier de � tout ou rien �, On-Off� ou � binaire �. [0008] De préférence, la consigne de braquage des roues arrière est donnée lorsque l'angle de braquage de l'essieu avant dépasse un premier seuil de déclenchement. Ainsi, le simple dépassement d'une valeur donnée de braquage de l'essieu avant provoque l'émission de la consigne de braquage arrière, il n'y a donc pas de relation complexe ou de proportion spécifique à respecter entre les angles de braquage avant et arrière. [0009] De préférence, ledit premier seuil de déclenchement correspond à un angle de braquage moyen de l'essieu avant compris entre 6° et 15°, de préférence entre 6° et 10°. Tant que le braquage avant n'atteint pas ce premier seuil, aucune consigne n'est donc donnée, les roues arrière demeurent en position ligne droite (braquage nul). [0010] De préférence, ladite consigne de braquage des roues arrière est supprimée lorsque l'angle de braquage de l'essieu est réduit au-delà d'un deuxième seuil de déclenchement. Une fois la consigne de braquage donnée, elle est alors maintenue jusqu'à ce que le braquage de l'essieu avant franchisse un seuil de retour (ou � seuil de débraquage �), inférieur au premier seuil (ou � seuil de braquage �). [0011] De préférence, ledit deuxième seuil de déclenchement correspond à un angle de braquage moyen de l'essieu avant supérieur à 2° et inférieur d'au moins 3° à l'angle correspondant au premier seuil de déclenchement. Ainsi, on évite que ne se produise un changement de consigne (plus exactement une suppression de consigne) trop rapidement après un premier déclenchement. [0012] De préférence encore, la consigne de braquage correspond à un angle de braquage des roues arrière supérieur ou égal à 3°, de préférence supérieur à 5°. On a constaté qu'un angle de braquage arrière de moins de 3° n'apportait qu'un gain limité en maniabilité alors que la méthode permet de gérer de manière efficace et sûre des braquages arrière de plus de 5°. [0013] De préférence, la consigne de braquage des roues arrière n'est pas donnée lorsque la vitesse du véhicule dépasse une vitesse limite, ladite vitesse limite étant inférieure ou égale à 25 km/h, de préférence à 20 km/h. Cette limite de faible vitesse permet de profiter de tout l'intérêt de la méthode de contrôle type �tout ou rien � selon l'invention sans effet sur le comportement dynamique du véhicule à plus haute vitesse. [0014] De préférence, la position de braquage des roues arrière n'est pas atteinte en moins de 0,5 seconde, de préférence encore ladite position n'est pas atteinte en moins de 1 seconde. Il est en effet apparu qu'il était préférable que la transition entre la position ligne droite et une position de braquage (à droite ou à gauche) soit relativement lente pour favoriser le confort à bord du véhicule. [0015] De préférence, la position de retour des roues arrière n'est pas atteinte en moins de 1 seconde, de préférence ladite position n'est pas atteinte en moins de 2 secondes. Il est en effet en outre apparu qu'il était préférable du point de vue du confort que le retour à la position ligne droite soit encore plus lent que la transition vers une position de braquage. [0016] La méthode selon l'invention consiste de préférence en outre à influencer la vitesse de braquage des roues arrière selon une fonction décroissante de la vitesse de roulage du véhicule. Sans se départir de son caractère � tout ou rien �, la méthode de l'invention peut ainsi influencer la vitesse de braquage de manière à ce que celle-ci soit plutôt plus lente lorsque le véhicule est lent et plutôt plus rapide lorsque le véhicule est rapide (tout en restant dans le domaine des faibles vitesses). [0017] De préférence encore, la méthode consiste en outre à influencer la vitesse de braquage des roues arrière selon une fonction croissante de la vitesse de braquage des roues avant. Ainsi, la vitesse de braquage de l'essieu arrière est plutôt lente lorsque la vitesse de braquage de l'essieu avant est lente et plutôt rapide lorsque la vitesse de braquage de l'essieu avant est rapide. [0018] De préférence encore, la vitesse de braquage des roues arrière est sensiblement supérieure à la vitesse de retour, de préférence sensiblement double. Ainsi, pour une vitesse de déplacement du véhicule donnée, le braquage arrière est environ deux plus rapide que le débraquage. [0019] L'invention concerne également un dispositif de braquage des roues arrière d'un véhicule permettant de réduire le rayon de braquage lors de manoeuvres à basse vitesse, ledit dispositif comprenant: • au moins un actionneur de braquage des roues arrière, ledit actionneur permettant de maintenir pour chaque roue une position de braquage neutre, une position de braquage à droite et une position de braquage à gauche, • un capteur sensible au braquage des roues avant du véhicule, • un dispositif de commande apte à commander l'actionneur sélectivement vers la position de braquage à gauche ou a droite en fonction du braquage des roues avant. [0020] Le dispositif selon l'invention est donc relativement simple car sa fonction est limitée à détecter le franchissement d'un seuil de braquage avant pour imprimer à l'essieu arrière un angle de braquage unique, selon le sens indiqué par le braquage donné à l'essieu avant. [0021] De préférence, la position de braquage neutre correspond à l'état d'équilibre de l'actionneur de braquage des roues arrière en l'absence de commande. Les positions de braquages à droite et à gauche correspondant à des états contraints. L'actionneur est donc naturellement en position de braquage nul et doit vaincre une résistance (par exemple la force d'un ressort) pour quitter cette position d'équilibre et aller vers la position de braquage à gauche ou à droite;. [0022] De préférence, le dispositif comporte un actionneur propre à chaque roue arrière. De cette manière, l'actionneur peut être intégré au plus près de la roue. [0023] De préférence encore, les mouvements de braquage et de retour vers la position neutre sont freinés. En effet, comme décrit plus haut, la transition entre deux états de l'actionneur est de préférence relativement lente. [0024] De préférence encore, les mouvements de braquage sont sensiblement plus freinés que les mouvements de retour vers la position neutre. La transition entre deux états de l'actionneur est ainsi plus lente au cours du débraquage que du braquage. [0025] De préférence encore, l'actionneur est un actionneur hydraulique, les mouvements étant freinés par l'intermédiaire de pertes de charges du circuit hydraulique. [0026] Alternativement, les mouvements peuvent être freinés par l'intermédiaire d'un dispositif amortisseur indépendant de l'actionneur. [0027] De préférence encore, les mouvements sont freinés de manière variable en fonction de paramètre de roulage du véhicule, de préférence en fonction de la vitesse du véhicule. [0028] D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées qui représentent de façon schématique : - Figure 1 : vue schématique d'une manoeuvre effectuée par un véhicule selon l'état de la technique à essieu arrière fixe. - Figure 2 : vue schématique de la manoeuvre de la figure 1 effectuée par un véhicule selon l'invention. - Figure 3 : vue schématique de la situation d'un virage correspondant au premier seuil de déclenchement par un véhicule selon 1'invention. - Figure 4 : vue schématique de la situation d'un virage à un braquage juste supérieur au deuxième seuil de déclenchement par un véhicule selon l'invention. - Figure 5 : vue schématique de la situation d'un virage correspondant à un braquage juste inférieur au deuxième seuil de déclenchement par un véhicule selon l'invention. [0029] Pour les figures et les comparaisons chiffrées de la présente demande, on a pris pour exemple un véhicule Alfa Romeo 156 GTA SW V6-3.2 L. [0030] La figure 1 représente ainsi ce véhicule 1 engagé à faible vitesse dans une rotation correspondant à son rayon minimum de braquage. L'essieu arrière 2 est fixe, l'essieu avant 3 est braqué au maximum, c'est à dire que les roues font un angle moyen de 31 ° avec l'axe 4 du véhicule. Dans ces conditions, le rayon R de braquage entre trottoirs est de 5.81 m. [0031] A la figure 2, on a représenté le même type de véhicule, équipé cette fois du dispositif de braquage arrière selon l'invention, engagé dans la même manoeuvre. Comme les roues avant sont braquées à 31°, c'est à dire au-delà du premier seuil de déclenchement, la consigne de braquage des roues arrière a été donnée selon la méthode de l'invention. L'exemple représente une consigne de braquage arrière de 5°. Ceci a pour effet de réduire le rayon de braquage R à 5.17 m (- 11%). De plus le centre C de la rotation se déplace vers l'avant du véhicule d'une distance d égale ici à 0.33 m. [0032] A la figure 3, on a représenté le véhicule selon l'invention, engagé dans une rotation correspondant à un braquage des roue avant de 7°, cette valeur étant choisie comme premier seuil de déclenchement dans cet exemple préféré. La consigne de braquage des roues arrière a donc été donnée selon la méthode de l'invention. Comme précédemment, l'exemple représente une consigne de braquage arrière de 5°. Le rayon de braquage entre trottoirs R est alors de 13.33 m. Sans braquage arrière, le rayon R serait de 22.23 m. La réduction de rayon permise par l'invention est donc d'environ 40% dans ces conditions. [0033] A la figure 4, on a représenté le véhicule 1 selon l'invention, engagé dans une rotation correspondant à un braquage des roues avant juste supérieur à 3°, valeur choisie comme deuxième seuil de déclenchement dans cet exemple préféré. Selon la méthode de l'invention, la consigne de braquage des roues arrière est donc maintenue. Le rayon de braquage entre trottoirs R est alors de 25.27 m, inférieur de 48% à celui du véhicule de l'état de la technique (48.85 m). [0034] A la figure 5, on a représenté le véhicule 1 selon l'invention, engagé dans une rotation correspondant à un braquage des roues avant juste inférieur à 3°, valeur choisie dans cet exemple préféré comme deuxième seuil de déclenchement. La consigne de braquage des roues arrière a donc été supprimée selon la méthode de l'invention et les roues arrière ont retrouvé leur position de ligne droite. Le rayon de braquage entre trottoirs R est alors de 48.85 m, conforme à celui du véhicule de l'état de la technique. [0035] Dans l'exemple préféré de réalisation, la vitesse limite choisie est de 18 km/h. La consigne de braquage n'est donc dormée selon l'invention qu'à la condition que la vitesse du véhicule soit inférieure ou égale à cette limite. Dans l'hypothèse où le véhicule prendrait de la vitesse après que la consigne de braquage a été donnée, la méthode peut consister à lever la consigne de braquage dès la vitesse vient à dépasser la vitesse limite. Alternativement, la méthode peut au contraire consister à maintenir le braquage même si la vitesse vient à dépasser la limite afin de ne pas perturber le comportement du véhicule. L'essieu arrière ne retrouve alors sa position neutre qu'au moment où le seuil de retour (deuxième seuil) est franchi. De préférence dans ce cas, la vitesse du mouvement de retour est d'autant plus lente que la vitesse du véhicule est élevée au moment du franchissement du deuxième seuil. [0036] De préférence, le capteur sensible au braquage des roues avant est un capteur d'angle au volant, très couramment utilisé dans le contrôle de la dynamique des véhicules. [0037] Sur le véhicule pris ici en exemple, le rapport de démultiplication de direction est de 12.9, c'est à dire qu'un angle de 12.9° au volant correspond à 1° de braquage des roues avant. Ainsi, un premier seuil de déclenchement de 7° correspond à environ 90° au volant et un deuxième seuil de déclenchement de 3° correspond à environ 40° au volant. [0038] On comprend que l'invention permet de donner au véhicule une très grande agilité à basse vitesse, en particulier pour les braquages peu importants (bien que supérieurs au premier seuil). [0039] Le fonctionnement que l'on vient de décrire en référence à la marche avant peut être identique ou similaire lorsque le véhicule se déplace en marche arrière. [0040] Il peut en outre être intéressant de prévoir que la consigne de braquage n' est donnée qu'à la condition supplémentaire que le véhicule n'est pas arrêté, par exemple à la condition que sa vitesse (en avant ou en arrière) dépasse 1 km/h. [0041] Comme on l'a vu plus haut, l'actionneur de braquage des roues arrière (ou de chaque roue arrière) est naturellement en position ligne droite. Un système par exemple de ressorts précontraints tend à l'y maintenir et seule une consigne de braquage peut l'en faire sortir. En cas défaillance quelconque, l'actionneur reprend systématiquement cette position ligne droite dans laquelle le véhicule est en sécurité et sa mobilité n'est pas entravée. [0042] L'actionneur peut être hydraulique. De cette façon, il est relativement simple de freiner (d'amortir) hydrauliquement les mouvements de braquage par l'intermédiaire de pertes de charges qui peuvent être différentes pour l'aller et le retour. Cet amortissement peut en outre être varié selon la méthode de l'invention en fonction de paramètres comme la vitesse du volant ou celle du véhicule par l'intermédiaire de pertes de charges variables. [0043] Afin de tenir compte de l'épure de Jeantaud, il peut être prévu que la roue intérieure braque légèrement plus que la roue extérieure au virage comme c'est le cas pour l'essieu avant. C'est ainsi que pour chaque roue arrière la valeur (consigne) de braquage à gauche peut être différente de la valeur (consigne) de braquage à droite. Les valeurs de braquage discutées dans la présente demande sont donc des valeurs moyennes concernant l'essieu avant ou l'essieu arrière. [0044] On a décrit ici un véhicule à 4 roues mais on comprend que l'invention s'applique également aux véhicules à 3 roues. Lorsqu'un véhicule tricycle a deux roues avant, l'essieu arrière ne comporte qu'une roue contrôlée selon l'invention. Lorsqu'un véhicule tricycle a une seule roue avant, l'essieu arrière comporte deux roues contrôlées selon l'invention. Revendications1- Méthode de contrôle du braquage des roues arrière d'un véhicule à deux essieux, visant à réduire le rayon de braquage du véhicule lors d'une manoeuvre à basse vitesse et consistant à donner lors d'une manoeuvre à basse vitesse à chacune des roues arrière une consigne de braquage, ladite méthode étant caractérisée en ce que ladite consigne de braquage de chacune des roues arrière est choisie parmi seulement deux valeurs, une valeur de braquage à gauche et une valeur de braquage à droite. 2- Méthode selon la revendication 1 dans laquelle la consigne de braquage des roues arrière est donnée lorsque l'angle de braquage de l'essieu avant dépasse un premier seuil de déclenchement. 3- Méthode selon la revendication 2 dans laquelle ledit premier seuil de déclenchement correspond à un angle de braquage moyen de l'essieu avant compris entre 6° et 15°, de préférence entre 6° et 10°. 4- Méthode selon la revendication 3 dans laquelle ladite consigne de braquage des roues arrière est supprimée lorsque l'angle de braquage de l'essieu est réduit au-delà d'un 20 deuxième seuil de déclenchement. 5- Méthode selon la revendication 4 dans laquelle ledit deuxième seuil de déclenchement correspond à un angle de braquage moyen de l'essieu avant supérieur à 2° et inférieur d'au moins 3° à l'angle correspondant au premier seuil de déclenchement. 6- Méthode selon l'une des revendications précédentes dans laquelle la consigne de braquage correspond à un angle de braquage des roues arrière supérieur ou égal à 3°, de préférence supérieur à 5°. 30 7- Méthode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la consigne de braquage des roues arrière n'est pas donnée lorsque la vitesse du véhicule dépasse une 25-10- vitesse limite, ladite vitesse limite étant inférieure ou égale à 25 km/h, de préférence à 20 km/h. 8- Méthode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la position de 5 braquage des roues arrière n'est pas atteinte en moins de 0,5 seconde, de préférence ladite position n'est pas atteinte en moins de 1 seconde. 9- Méthode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la position de retour des roues arrière n'est pas atteinte en moins de 1 seconde, de préférence ladite 10 position n'est pas atteinte en moins de 2 secondes. 10- Méthode selon l'une des revendications précédentes consistant en outre à influencer la vitesse de braquage des roues arrière selon une fonction décroissante de la vitesse de roulage du véhicule. 11- Méthode selon la revendication 8 consistant en outre à influencer la vitesse de braquage des roues arrière selon une fonction croissante de la vitesse de braquage des roues avant. 20 12- Méthode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la vitesse de braquage des roues arrière est sensiblement supérieure à la vitesse de retour, de préférence sensiblement double. 13- Dispositif de braquage des roues arrière d'un véhicule permettant de réduire le rayon 25 de braquage lors de manoeuvres à basse vitesse, ledit dispositif comprenant: • au moins un actionneur de braquage des roues arrière, ledit actionneur permettant de maintenir pour chaque roue une position de braquage neutre, une position de braquage à droite et une position de braquage à gauche, • un capteur sensible au braquage des roues avant du véhicule, 30 • un dispositif de commande apte à commander l'actionneur sélectivement vers la position de braquage à gauche ou a droite en fonction du braquage des roues avant. 15--11- 14- Dispositif selon la revendication 13 dans lequel la position de braquage neutre correspond à l'état d'équilibre de l'actionneur de braquage des roues arrières en l'absence de commande, les positions de braquages à droite et à gauche correspondant à des états contraints. 15- Dispositif selon l'une des revendications 13 ou 14 comportant un actionneur propre à chaque roue arrière. 16- Dispositif selon l'une des revendications 13 à 15 dans lequel les mouvements de braquage et de retour vers la position neutre sont freinés. 17- Dispositif selon la revendication 16 dans lequel les mouvements de braquage sont sensiblement plus freinés que les mouvements de retour vers la position neutre. 18- Dispositif selon l'une des revendications 16 ou 17 dans lequel l'actionneur est un actionneur hydraulique, les mouvements étant freinés par l'intermédiaire de pertes de charges du circuit hydraulique. 20 19- Dispositif selon l'une des revendications 16 ou 17 dans lequel les mouvements sont freinés par l'intermédiaire d'un dispositif amortisseur indépendant de l'actionneur. 20- Dispositif selon l'une des revendications 16 à 19 dans lequel les mouvements sont freinés de manière variable en fonction de paramètre de roulage du véhicule, de 25 préférence en fonction de la vitesse du véhicule.15