Brevet FR2986488A1 — publié le 20130809

PROCEDE DE REDUCTION DU DIAMETRE DE BRAQUAGE D'UN VEHICULE ET VEHICULE ASSOCIE [01] DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [02] L'invention concerne un procédé de réduction du diamètre de braquage d'un véhicule et un véhicule associé. [3] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des véhicules automobiles. [4] ETAT DE LA TECHNIQUE [05] De manière générale, un véhicule automobile comporte des roues, un châssis, un volant permettant d'orienter les roues et un système de suspension reliant les roues au châssis, ce système de suspension pouvant appliquer un effort sur une roue. [6] Le diamètre de la trajectoire prise par la roue arrière extérieure du véhicule lors d'un demi-tour à faible vitesse pour un braquage maximal du volant, appelé diamètre de braquage, est un paramètre important pour mesurer la maniabilité d'un véhicule pour de faibles vitesses. Plus le diamètre de braquage est petit, plus le véhicule est maniable à faible vitesse. Ainsi, les véhicules comportent généralement des dispositifs permettant de réduire le diamètre de braquage. [7] Par exemple, le document JP10264634 présente un dispositif de contrôle de suspensions hydrauliques pilotées d'un véhicule augmentant la pression d'huile dans la suspension de la roue avant extérieure au virage et abaissant la pression d'huile dans la suspension de la roue avant intérieure au virage, de manière à diminuer le rayon de braquage du véhicule. [8] Le document US2005206231 présente un procédé de contrôle d'un véhicule automobile comportant la détection d'un mode de stationnement et l'application d'un effort sur une roue au moyen d'une suspension pilotée, de manière à réduire le rayon de braquage du véhicule. [9] Cependant, l'application d'un effort sur une roue ou deux roues par les dispositifs existants ne permet pas de conserver l'assiette du véhicule, c'est-à-dire les angles formés par le châssis du véhicule par rapport à un plan parallèle au sol ainsi que la distance entre un point du châssis et le projeté orthogonal dudit point du châssis sur le sol. La modification de l'assiette du véhicule provoque une gène au conducteur du véhicule. [10] OBJET DE L'INVENTION [11] L'invention a notamment pour but de proposer un procédé de réduction du diamètre de braquage d'un véhicule permettant de réduire par exemple de 30 cm le diamètre de braquage et d'améliorer la manoeuvrabilité du véhicule tout en conservant l'assiette du véhicule. [12] A cette fin, l'invention concerne un procédé de réduction du diamètre de braquage d'un véhicule automobile comportant : - des roues, - un châssis, - un volant permettant de faire varier l'orientation des roues, - un capteur de mesure de la vitesse du véhicule, - un capteur de mesure de l'angle du volant, - un système de suspension actif reliant les roues au châssis, - une unité de contrôle, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - mesurer la vitesse du véhicule, - mesurer l'angle du volant, - comparer la vitesse du véhicule avec un seuil de vitesse, - comparer l'angle du volant avec un seuil d'angle du volant, - appliquer simultanément un premier effort vertical vers le sol sur une roue avant intérieure et une roue arrière extérieure et un deuxième effort vertical dans le sens contraire du premier effort vertical sur une roue avant extérieure et une roue arrière intérieure, de manière à diminuer le rayon de braquage du véhicule automobile. [013] Selon une mise en oeuvre, les premier et deuxième efforts verticaux sont des fonctions qui dépendent de manière continue de la vitesse du véhicule et de l'angle du volant. [14] Selon une mise en oeuvre, la valeur seuil de vitesse est comprise entre 4 Km/h et 10 Km/h. [15] Selon une mise en oeuvre, la valeur seuil d'angle du volant est égale à 180 degrés. [016] Selon une mise en oeuvre, les premier et deuxième efforts verticaux maximum correspondent à une valeur d'angle du volant correspondant à une position du volant en butée de braquage. [17] Selon une mise en oeuvre, le procédé comporte en outre l'étape de contrôler les premier et deuxième efforts verticaux appliqués sur chacune lo des roues. [18] Selon une mise en oeuvre, les premier et deuxième efforts verticaux ont la même valeur absolue de manière à conserver l'assiette du véhicule. [19] L'invention concerne en outre un véhicule automobile comportant : 15 - des roues, - un châssis, - un volant permettant de faire varier l'orientation des roues, - un capteur de mesure de la vitesse du véhicule, - un capteur de mesure de l'angle du volant, 20 - un système de suspension actif reliant les roues au châssis, - une unité de contrôle, caractérisé en ce que lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à une valeur seuil de vitesse et l'angle du volant est supérieur à une valeur seuil d'angle du volant, le système de suspension actif applique simultanément : 25 - un premier effort vertical vers le sol sur une roue avant intérieure et une roue arrière extérieure, - un deuxième effort vertical dans le sens contraire du premier effort vertical sur une roue avant extérieure et une roue arrière intérieure, de manière à diminuer le rayon de braquage du véhicule automobile. 30 [020] BREVE DESCRIPTION DES FIGURES 2 9864 88 4 [021] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Elles montrent : 5 [022] Figure 1 : une représentation schématique du véhicule selon l'invention ; [23] Figure 2 : une représentation schématique des efforts appliqués sur les roues du véhicule selon l'invention ; [24] Figure 3: un diagramme fonctionnel montrant les étapes du lo procédé selon l'invention. [25] Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [26] DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION 15 [027] L'invention concerne un véhicule 10 automobile comportant une roue 15 avant intérieure, une roue 16 avant extérieure, une roue 17 arrière intérieure, une roue 18 arrière extérieure, un châssis 20, un système de suspension 25 actif reliant les roues 15-18 au châssis 20, une unité de contrôle 26, un volant 27 permettant de faire varier l'orientation des roues 15- 20 18 et un régulateur 30. Par système de suspension 25 actif, on entend un système de suspension 25 permettant, notamment à l'arrêt et lors du déplacement du véhicule 10, d'appliquer des efforts F1, F2 verticaux permanents sur les roues 15-18. Par efforts F1, F2 verticaux permanents, on entend des efforts verticaux non transitoires. Le système de suspension 25 25 comporte des vérins. Dans un exemple, le système de suspension 25 actif est un système à suspensions hydrauliques ou pneumatiques. [028] Le véhicule 10 comporte en outre un capteur 28 de mesure de la vitesse du véhicule 10 et un capteur 29 de mesure de l'angle du volant 27. Par angle du volant 27, on entend l'angle dont a tourné le volant 27 par 30 rapport à la position du volant 27, dite position de référence du volant 27, dans laquelle les roues 15-18 du véhicule 10 présentent une orientation permettant un déplacement en ligne droite du véhicule 10. Dans un mode de réalisation, les capteurs 28, 29 de mesure de la vitesse du véhicule 10 et de l'angle du volant 27 appartiennent à un correcteur électronique de trajectoire, ou Electronic Stability Program (ESP) en anglais. [029] Le véhicule 10 comporte un train avant situé du côté du conducteur et un train arrière situé du côté opposé du conducteur, c'est-à-dire du côté du pot d'échappement. Les roues avant 15, 16 appartiennent au train avant et les roues arrière 17, 18 appartiennent au train arrière. Sur un même train on distingue la roue 15, 17 intérieure et la roue 16, 18 extérieure. Pour chaque train, la roue 15, 17 intérieure est la roue la plus proche d'un des points P1, P2 comme définis ci-après lorsque la trajectoire du véhicule 10 n'est pas rectiligne. Pour chaque train la roue 16, 18 extérieure est la roue la plus éloignée d'un des points P1, P2 comme définis ci-après lorsque la trajectoire du véhicule 10 n'est pas rectiligne. [030] Le diamètre de la trajectoire prise par la roue 15 avant intérieure du véhicule lors d'un demi-tour à faible vitesse pour un braquage maximal du volant 27, appelé diamètre de braquage, est un paramètre important pour mesurer la maniabilité d'un véhicule 10 pour de faibles vitesses. Plus le diamètre de braquage est petit, plus le véhicule 10 est maniable à faible vitesse. [031] La Figure 1 montre une configuration des roues 15-18 du véhicule 10 lors d'une manoeuvre de demi-tour. La roue 15 avant intérieure a alors une normale N1 par rapport aux faces de ladite roue 15, la roue 16 avant extérieure a une normale N2 par rapport aux faces de ladite roue 16 et les roues 17, 18 arrière ont une normale commune N3 par rapport aux faces de desdites roues 17, 18. La normale N1 à la roue 15 avant intérieure coupe la normale N3 aux roues 17, 18 arrière en un point P1 et la normale N2 à la roue 16 avant extérieure coupe la normale N3 aux roues 17, 18 arrière en un point P2. Le point P1 est positionné plus loin du véhicule 10 que le point P2. Cela montre un effet de rippage de la roue 15 avant intérieure, c'est-à-dire que la roue 15 avant intérieure tend à s'opposer au virage. La droite D1 représente le positionnement que la normale N1 à la roue 15 avant intérieure devrait avoir pour que la roue 15 avant intérieure ne s'oppose plus au virage. Cet effet de rippage de la roue 15 avant intérieure provient de contraintes d'architecture. La roue 15 avant intérieure limite donc la minimisation du diamètre de braquage. Le rayon R de braquage résultant de cette configuration des roues 15-18 du véhicule 10 lors d'une manoeuvre de demi- tour, ce rayon R correspondant à la moitié du diamètre de braquage, est compris entre un rayon Rmin pris entre le point P2 et l'extérieur de la roue arrière extérieure et un rayon Rmax pris entre le point P1 et l'extérieur de la roue arrière extérieure. [32] Afin de compenser l'effet de rippage de la roue 15 avant intérieure, le système de suspension 25 applique des efforts F1, F2 verticaux sur les roues 15-18 suivant un procédé de réduction du diamètre de braquage du véhicule 10. [33] La Figure 3 montre les étapes 100-104, 106 du procédé d'amélioration du diamètre de braquage du véhicule 10. Dans une étape 100, le capteur 28 de vitesse mesure la vitesse du véhicule 10 et transmet la mesure de vitesse du véhicule 10 à l'unité de contrôle 26. Dans une étape 101, le capteur 29 de mesure de l'angle du volant 27 mesure l'angle du volant 27 et transmet la mesure d'angle du volant 27 à l'unité de contrôle 26. Dans une étape 102, l'unité de contrôle 26 compare la valeur de la mesure de vitesse du véhicule 10 à une valeur seuil de vitesse. Dans une étape 103, l'unité de contrôle 26 compare la valeur de la mesure d'angle du volant 27 avec une valeur seuil d'angle du volant 27. Dans un exemple, la valeur seuil de vitesse est comprise entre 4 Km/h et 10 Km/h et la valeur seuil d'angle du volant 27 est égale à 180 degrés. [034] Si la valeur de la mesure de vitesse du véhicule 10 est inférieure à la valeur seuil de vitesse et la valeur de la mesure d'angle du volant 27 est supérieure à la valeur seuil d'angle du volant 27, alors le véhicule 10 est manoeuvré à faible vitesse, par exemple pour faire un demi-tour. Le système de suspension 25 applique alors, dans une étape 104, le premier effort F1 vertical à la roue 15 avant intérieure et à la roue 18 arrière extérieure. De manière simultanée, le système de suspension 25 applique le deuxième effort F2 vertical à la roue 16 avant extérieure et à la roue 17 arrière intérieure. Si la valeur de la mesure de vitesse du véhicule 10 n'est pas inférieure à la valeur seuil de vitesse et/ou la valeur de la mesure d'angle du volant 27 n'est pas supérieure à la valeur seuil d'angle du volant 27, aucun effort n'est appliqué par le système de suspension aux roues 15-18 du véhicule 10. [035] La valeur des efforts F1, F2 appliqués aux roues 15-18 dépend de manière continue de la valeur de la mesure de vitesse du véhicule 10 et de la valeur de la mesure d'angle du volant 27. Cette valeur des efforts F1, F2 appliqués aux roues 15-18 est maximale pour une valeur d'angle du volant 27 correspondant à une position du volant 27 en butée de braquage. Par position du volant 27 en butée de braquage, on entend la position du volant 27 dans laquelle les roues 15-18 du véhicule 10 présentent une orientation permettant un déplacement en ligne courbe du véhicule 10 suivant un rayon R de braquage minimum. [36] La Figure 2 montre les efforts F1, F2 appliqués aux roues 15-18 lorsque le véhicule 10 est manoeuvré à faible vitesse. Les efforts F1 et F2 ont la même valeur absolue. Le système de suspension actif applique l'effort F1 vertical vers le sol sur la roue 15 avant intérieure et sur la roue 18 arrière extérieure. L'effort F2 vertical, appliqué sur la roue 16 avant extérieure et la roue 17 arrière intérieure, est dans le sens contraire de l'effort F1 vertical. Ainsi, l'assiette du véhicule 10 n'est pas modifiée. Par assiette du véhicule 10, on entend la distance H entre un point O du châssis 20 et le projeté orthogonal O' dudit point O du châssis sur le sol, ainsi que les angles formés par le châssis 20 du véhicule 10 par rapport à un plan P parallèle au sol. En effet, le châssis 20 du véhicule 10 présente généralement une différence de hauteur entre l'avant dudit châssis 20 et l'arrière dudit châssis 20. Plus précisément, le châssis 20 du véhicule 10 comporte un premier axe A longitudinal et un deuxième axe B transversal perpendiculaire à l'axe A. L'assiette du véhicule est représentée par la distance H, un angle a défini entre l'axe A et le plan P et un angle 13 défini entre l'axe B et le plan P. Les angles a et p et la distance H restent constants lors de l'application des efforts F1 et F2 sur les roues 15-18. [37] Les efforts F1 et F2 sont générés par une modification de la pression des vérins du système de suspension 25. 2 9864 88 8 [38] Le régulateur 30 mesure dans une étape 106 la pression dans les vérins du système de suspension 25 afin d'assurer à chaque instant le contrôle des efforts F1, F2 appliqués par le système de suspension 25 aux roues 15-18. Dans un exemple, le régulateur 30 diminue l'effort F1 lorsque 5 l'effort F1, F2 le plus faible parmi les efforts F1, F2 appliqués sur chacune des roues 15-18 passe en dessous d'une valeur seuil. Dans un exemple, cette valeur seuil est égale à 20 kg. [39] L'application des efforts F1, F2 verticaux par le système de suspension 25 actif permet de diminuer le diamètre de braquage et ainsi 10 d'augmenter la maniabilité du véhicule 10 tout en conservant l'assiette du véhicule 10.