Brevet FR2965782A1 — publié le 20120413

PROCEDE DE GESTION DE L'ANGLE DE BRAQUAGE D'UN VEHICULE La présente invention se rapporte à un procédé de gestion de la cinématique d'un véhicule. Plus particulièrement l'invention se rapporte à un procédé de modification d'un angle de braquage d'un véhicule en fonction de conditions cinématiques de ce dernier. L'invention s'applique particulièrement au domaine des véhicules automobiles. L'angle de braquage correspond à un angle formé par les roues directrices d'un véhicule par rapport à un axe principal dudit véhicule. Cet angle est modifiable par le conducteur du véhicule, par l'intermédiaire du volant, afin notamment de faire tourner ledit véhicule à gauche ou à droite. Selon les conditions climatiques, l'état de la route et/ou du véhicule, la négociation d'un virage peut présenter des risques. Par exemple, un virage trop serré peut provoquer un renversement du véhicule en raison de la force centrifuge. De même, si un conducteur freine brutalement à l'entrée du virage, les roues arrière se retrouvent délestées d'une partie du poids du véhicule, ce qui peut entraîner un dérapage de type « tête à queue ». Ce type de risque est notamment augmenté lorsque des intempéries de type pluie diminuent l'adhérence des roues. Afin d'assurer la sécurité du conducteur, il peut donc être judicieux de diminuer l'angle maximum de braquage autorisé, dans les cas où la prise d'un virage serré est liée à un risque important d'accidents. L'état de la technique comporte de nombreux systèmes de gestion de la cinématique des véhicules, tels que les systèmes d'assistance au freinage, de type ABS (Antiblockiersystem), ou les systèmes de correction de trajectoire, de type ESP (Electronic Stability Program). Ces systèmes comportent des calculateurs embarqués qui sont capables, via des modèles numériques, de prédire le comportement d'un véhicule à partir d'informations délivrées par différents capteurs. La présente invention met en oeuvre ce type de système pour adapter l'angle maximum de braquage autorisé aux conditions cinématiques du véhicule. Plus particulièrement, la présente invention a pour objet un procédé de gestion de la cinématique d'un véhicule, le véhicule comprenant au moins : un volant solidaire d'une colonne de direction ; un essieu directeur disposé selon un axe et relié à deux roues directrices du véhicule ; un boîtier de direction reliant la colonne de direction et l'essieu directeur ; ledit boîtier étant muni de moyens de transformation d'un mouvement de rotation du volant en mouvement de translation de la colonne de direction le long de l'axe de l'essieu directeur ; ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : estimation de paramètres sur la dynamique du véhicule ; en fonction de ces paramètres, détermination d'une zone autorisée de déplacement en translation de la colonne de direction le long de l'axe de l'essieu directeur ; positionnement sur l'essieu directeur d'au moins un moyen de limitation de déplacement à au moins une extrémité de ladite zone autorisée. De manière préférentielle, des paramètres estimés sont choisis parmi une vitesse des roues, un angle d'une pédale d'accélération, un état du système de freinage du véhicule, une hauteur du véhicule. La présente invention a également pour objet un dispositif de gestion de la cinématique d'un véhicule, le véhicule comprenant au moins : un volant solidaire d'une colonne de direction ; un essieu directeur disposé selon un axe et relié à deux roues directrices du véhicule ; un boîtier de direction reliant la colonne de direction et l'essieu directeur ; ledit boîtier étant muni de moyens de transformation d'un mouvement de rotation du volant en mouvement de translation de la colonne de direction le long de l'axe de l'essieu directeur ; ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mise en oeuvre d'un procédé tel que décrit ci-dessus. De manière préférentielle, les moyens de transformation d'un mouvement de rotation du volant en mouvement de translation de la colonne de direction comportent un pignon et une crémaillère, et tel qu'un moyen de limitation de déplacement en translation de la colonne de direction comporte une butée située sur ladite crémaillère. De manière préférentielle, un moyen de limitation de déplacement en translation de la colonne de direction comporte deux butées situées sur la crémaillère de part et d'autre du pignon. La présente invention a également pour objet un véhicule équipé d'un dispositif tel que décrit ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent : - Figure 1 : une représentation schématique d'un véhicule équipé de moyens de mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention ; - Figure 2 : une représentation schématique d'une partie du véhicule de la figure 1 ; - Figure 3 : une représentation schématique d'un dispositif comportant des moyens de mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention. La figure 1 représente une vue de dessus d'un véhicule 10 équipé de moyens de mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention. Le véhicule 10 est un véhicule automobile qui s'étend selon un axe 11 principal, sensiblement horizontal. Le véhicule 10 comporte notamment un train avant relié à des roues avant 12, ainsi qu'un train arrière relié à des roues arrière 13. Dans l'exemple représenté à la figure 1, les roues avant 12 sont les roues directrices du véhicule 10. Un angle des roues 12 par rapport à l'axe 11 peut être contrôlé par un conducteur du véhicule 10, au moyen d'un volant 14. Dans l'exemple représenté à la figure 1, les roues 12 sont parallèles à l'axe 11, ce qui permet au véhicule 10 de se déplacer en ligne droite. En cas de virage à gauche, le conducteur peut faire pivoter les roues 12 d'un angle maximal de braquage aMAx par rapport à l'axe 11. De même, en cas de virage à droite, le conducteur peut faire pivoter les roues 12 d'un angle maximal RMAx par rapport à l'axe 11. Les angles aMAx et RMAx correspondent aux deux limites de rotation du volant 14. La figure 2 représente une vue schématique, de dessus, d'un système de direction du véhicule 10. Le système 15 de direction comporte le volant 14, solidaire d'une colonne 16 de direction. Le système 15 comporte en outre un essieu 17 directeur disposé selon un axe 18. Chacune des extrémités de l'essieu 17 est reliée à une roue 12 directrice du véhicule 10. Le système 15 comporte en outre un boîtier 19 de direction, reliant la colonne 16 de direction et l'essieu 17 directeur. Ledit boîtier 19 est muni de moyens de transformation d'un mouvement de rotation du volant 14 en mouvement de translation de la colonne 16 de direction le long de l'axe 18 de l'essieu 17 directeur. Dans l'exemple représenté à la figure 2, le boîtier 19 comporte un pignon 20 situé à une extrémité, opposée au volant 14, de la colonne 16. Le pignon 20 se déplace sur une crémaillère 21 solidaire de l'essieu 17 et s'étendant suivant l'axe 18. Cependant, d'autres systèmes de transmission de mouvement, connus de l'état de la technique, peuvent être mis en oeuvre dans le cadre de l'invention. Le déplacement du pignon 20 sur la crémaillère 21, selon l'axe 18, permet de faire pivoter l'axe des roues 12 au moyen de biellettes 22, chacune desdites biellettes reliant une roue 12 et une extrémité de l'essieu 17. Dans l'exemple représenté à la figure 2, le pignon 20 est dans une position telle que les roues 12 sont parallèles à l'axe 11 du véhicule 10, comme représenté sur la figure 1. De part et d'autre du pignon 20 se trouvent des butées (23, 24) montées sur la crémaillère 21. Les butées (23, 24) limitent le déplacement du pignon 20 sur ladite crémaillère 21. Lorsque le pignon 20 se déplace en direction de la première butée 23, les roues 12 pivotent vers la gauche par rapport à l'axe 11. Lorsque le pignon 20 vient au contact de la butée 23, les roues 12 forment un angle OEMAx avec ledit axe 11. De même, lorsque le pignon 20 se déplace en direction de la seconde butée 24, les roues 12 pivotent vers la droite par rapport à l'axe 11. Lorsque le pignon 20 vient au contact de la butée 24, les roues 12 forment un angle RMAX avec ledit axe 11. Le véhicule 10 (voir figure 1) peut être équipé de différents capteurs (25, 26, 27), qui peuvent faire partie d'un système ABS et/ou d'un système ESP dont serait également équipé le véhicule 10. Chacune des roues (12, 13) est par exemple équipée d'un capteur 25 de vitesse de ladite roue. Un capteur 26 d'angle peut être situé sur une pédale d'accélérateur du véhicule 10, un tel capteur permettant de définir si le véhicule est ou non en phase d'accélération. De même, un capteur 27 peut être situé sur un système de freinage du véhicule 10, afin de déterminer si le véhicule est en train de freiner. Un autre capteur peut également servir à mesurer la hauteur totale du véhicule, ce qui permet d'estimer la masse de chargement. Un détecteur d'humidité, par exemple incorporé à un système de déclenchement des essuie-glaces, peut également donner une indication sur la présence de pluie dans l'environnement du véhicule. La figure 3 montre un dispositif comportant des moyens de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Ce dispositif est destiné à équiper un véhicule, comme par exemple le véhicule 10. Ce dispositif 30 comporte des capteurs (25, 26, 27) tels que les capteurs cités précédemment. Les capteurs (25, 26, 27) sont en relation avec un dispositif 31 de commande du véhicule 10. Les capteurs sont par exemple connectés au dispositif 31 par un bus 32. Le dispositif 31 peut comporter un microprocesseur 33, mis en relation par un bus 34 avec une mémoire programme 35, une mémoire de données 36, une interface 37 de communication avec les capteurs (25, 26, 27) et une interface 38 de communication avec les butées (23, 24) du véhicule 10. A cet effet, la mémoire 35 mémorise un programme 40. Ce programme 40 permet le traitement des données transmises par les capteurs (25, 26, 27), la comparaison avec des valeurs mémorisées dans la mémoire de données 36 et la transmission d'une réponse appropriée aux butées (23, 24), via l'interface 38. Dans une première étape du programme 40, chaque capteur 25, 26 et 27 transmet une valeur mesurée au dispositif 31 de commande. Dans une deuxième étape du programme 40, le dispositif 31 calcule des angles de braquage OESECU et RSECU, en fonction des valeurs mesurées par les capteurs (25, 26, 27). Le calcul s'effectue à partir de modèles mathématiques mémorisés dans la mémoire 35. L'angle OESECU représente l'angle de braquage maximum pour tourner à gauche sans risque de renversement et/ou de dérapage. De même, l'angle RsECU représente l'angle de braquage maximum pour tourner à droite sans risque de renversement et/ou de dérapage. Selon une forme de l'invention, un seul calcul d'angle OESECU est effectué, étant entendu que l'angle calculé s'applique aussi bien au virage à gauche qu'au virage à droite. Cependant, dans des cas tels qu'un déséquilibre de la charge du véhicule entre la gauche et la droite, il est préférable de déterminer indépendamment OESECU et PSECU. Ainsi, le programme 40 détermine des valeurs OESECU et RSECU en fonction de paramètres tels que la vitesse des roues, l'état d'accélération/décélération et/ou freinage du véhicule, la hauteur et/ou la masse de charge du véhicule et éventuellement la présence d'humidité sur la chaussée. Dans une troisième étape du programme 40, le dispositif 31 transmet une consigne aux butées (23, 24). Les butées sont munies de moyens de déplacement et de verrouillage le long de la crémaillère 21. A chaque valeur d'angle asECU calculée correspond une distance 41 entre la butée 23 et la position du pignon 20 lorsque les roues 12 sont parallèles à l'axe 11 du véhicule 10. De même, à chaque valeur d'angle RsEcu calculée correspond une distance 42 entre la butée 24 et la position du pignon 20 lorsque les roues 12 sont parallèles à l'axe 11. Les butées (23, 24) se déplacent alors sur la crémaillère 21, le long de l'axe 18, en fonction des instructions du dispositif 31. Lorsque lesdites butées ont atteint la position déterminée par lesdites instructions, les moyens de verrouillage le long de la crémaillère 21 sont activés. Les angles de braquage maximum à gauche et à droite sont alors fixés par la position desdites butées (23, 24). Selon une forme préférentielle de l'invention, un dispositif 30 tel que représenté à la figure 3 est intégré à un dispositif ABS ou à un dispositif ESP dont est par ailleurs équipé le véhicule 10. REVENDICATIONS1. - Procédé (40) de gestion de la cinématique d'un véhicule (10), le véhicule comprenant au moins : - un volant (14) solidaire d'une colonne (16) de direction ; - un essieu (17) directeur disposé selon un axe (18) et relié à deux roues (12) directrices du véhicule ; - un boîtier (19) de direction reliant la colonne de direction et l'essieu directeur ; ledit boîtier étant muni de moyens (20, 21) de transformation d'un mouvement de rotation du volant en mouvement de translation de la colonne de direction le long de l'axe de l'essieu directeur ; caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - estimation de paramètres sur la dynamique du véhicule ; - en fonction de ces paramètres, détermination d'une zone (41, 42) autorisée de déplacement en translation de la colonne de direction le long de l'axe de l'essieu directeur ; - positionnement sur l'essieu directeur d'au moins un moyen (23, 24) de limitation de déplacement à au moins une extrémité de ladite zone autorisée. 2. - Procédé selon la revendication 1, tel que des paramètres estimés sont choisis parmi une vitesse des roues, un angle d'une pédale d'accélération, un état du système de freinage du véhicule, une hauteur du véhicule. 3. - Dispositif (30) de gestion de la cinématique d'un véhicule (10), le véhicule comprenant au moins : - un volant (14) solidaire d'une colonne (16) de direction ; - un essieu (17) directeur disposé selon un axe (18) et relié à deux roues (12) directrices du véhicule ; - un boîtier (19) de direction reliant la colonne de direction et l'essieu directeur ; ledit boîtier étant muni de moyens (20, 21) de transformation d'un mouvement de rotation du volant en mouvement de translation de la colonne de direction le long de l'axe de l'essieu directeur ;le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (31, 40) de mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 2. 4. - Dispositif selon la revendication 3, tel que les moyens de transformation d'un mouvement de rotation du volant en mouvement de translation de la colonne de direction comportent un pignon (20) et une crémaillère (21), et tel qu'un moyen de limitation de déplacement en translation de la colonne de direction comporte une butée (23, 24) située sur ladite crémaillère. 5. - Dispositif selon la revendication 4, tel qu'un moyen de limitation de déplacement en translation de la colonne de direction comporte deux butées (23, 24) situées sur la crémaillère de part et d'autre du pignon. 6. - Véhicule (10) équipé d'un dispositif selon l'une des revendications 3 à 5.