Brevet FR3029130A1 — publié le 20160603

La présente invention concerne de manière générale le déplacement d'engins attelés à des véhicules. Les véhicules munis de remorques sont difficilement manoeuvrables en marche arrière. En effet, lors d'une marche arrière, la remorque risque de s'orienter en travers de la trajectoire du véhicule, risquant ainsi de détériorer la liaison entre la remorque et le véhicule ou l'environnement extérieur. Il est également difficile pour un conducteur d'un tel véhicule de se garer en marche arrière. La présente invention a pour but de proposer un système fiable et précis permettant de réduire le risque que la remorque ne se mette en travers lors d'une marche arrière du véhicule. A cet effet, l'invention a pour objet un système de pilotage d'orientation pour un 15 ensemble roulant comprenant un véhicule déplaçable en marche arrière et un engin, appelé remorque, comprenant un châssis muni de roues, ledit système comprenant : - une barre de liaison entre l'engin et le véhicule, et - une première mobilité permettant un pivotement de la barre par rapport au 20 véhicule autour d'un axe orthogonal au plan d'appui au sol du véhicule ; - une deuxième mobilité permettant un pivotement du châssis de la remorque par rapport à la barre autour d'un axe orthogonal au plan d'appui au sol du véhicule ou permettant un pivotement d'une ou de roues de la remorque par rapport au châssis de la remorque; 25 - des moyens de commande de ladite deuxième mobilité; - des moyens de détermination de l'angle çof formé entre l'axe de déplacement du véhicule et la barre de liaison; - un dispositif de pilotage des moyens de commande de la deuxième mobilité, configuré pour piloter la commande de la deuxième mobilité en fonction au 30 moins dudit angle çof formé entre la direction de déplacement du véhicule et la barre. Un tel système selon l'invention permet ainsi de piloter l'orientation de la remorque en marche arrière de manière à maintenir le plus possible la remorque alignée avec le véhicule pour réduire le risque que la remorque ne se mette en travers lors d'une marche arrière du véhicule. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le dispositif de pilotage est configuré pour piloter la commande de la deuxième mobilité en fonction aussi d'au moins la dérivée, ou de l'évolution par rapport au temps, dudit angle çof. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'angle formé entre la direction de déplacement de la remorque et la barre étant noté çor , le dispositif de pilotage est configuré pour commander le pivotement de la deuxième mobilité avec une valeur de consigne çor ref de l'angle çor déterminée suivant la loi : ç9r ref = -kp * sof- kd * d( çof )/dt kp étant un réel supérieur ou égal à 1, et kd étant un réel positif ou nul Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le dispositif de pilotage 20 est configuré pour commander le pivotement de la deuxième mobilité en fonction aussi d'au moins l'angle de braquage du véhicule. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la deuxième mobilité est située sur le timon d'attelage de la remorque. 25 Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la deuxième mobilité est située à l'intérieur du cadre du châssis de la remorque, de préférence au, ou au voisinage du, centre dudit cadre. 30 Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ledit système comprend des moyens d'identification d'obstacle présent sur la trajectoire de la remorque, et le dispositif de pilotage est configuré pour, en cas d'Identification d'un d'obstacle, piloter les moyens de commande de la deuxième mobilité pour permettre à la remorque d'éviter ledit obstacle. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la remorque comprend deux roues latérales parallèles et des moyens d'orientation desdites roues 5 autour d'un axe, dit axe vertical, orthogonal au plan d'appui au sol du véhicule. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les moyens de commande de la deuxième mobilité comprennent un moteur situé à proximité de la deuxième mobilité. 10 Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les moyens de commande de la deuxième mobilité comprennent des moyens de commande des roues latérales de la remorque avec un différentiel de vitesse entre les deux roues dans un sens ou dans l'autre. 15 L'invention concerne aussi un ensemble comprenant un engin, appelé remorque, destiné à être couplé à un véhicule déplaçable en marche arrière, caractérisé en ce que ledit ensemble comprend un système de pilotage d'orientation tel que décrit ci-dessus. 20 L'invention concerne aussi un ensemble comprenant un engin, appelé remorque, et, couplé à la remorque, un véhicule apte à manoeuvrer en marche arrière, caractérisé en ce que ledit ensemble comprend un système de pilotage d'orientation tel que décrit ci-dessus. 25 L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de dessus d'un ensemble comprenant un véhicule équipé d'une remorque et d'un système de pilotage de la remorque 30 selon un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue schématique en perspective de côté de la remorque et du système de pilotage de la figure 1; - la figure 3 est une vue schématique de dessus d'un ensemble comprenant un véhicule équipé d'une remorque et d'un système de pilotage de la remorque selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une vue schématique en perspective de côté de la remorque et du système de pilotage de la figure 3; - la figure 5 est une vue schématique de côté d'une remorque et d'un système de pilotage de la remorque selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 6 est une vue schématique de dessus d'un ensemble selon l'invention, comprenant un véhicule équipé d'une remorque et d'un système de 10 pilotage de la remorque selon un quatrième mode de réalisation de l'invention. En référence aux figures et comme rappelé ci-dessus, l'invention concerne un système de pilotage d'orientation pour un ensemble roulant comprenant un véhicule 3, par exemple une voiture ou encore un vélo, déplaçable en marche 15 arrière, et un engin 2, appelé remorque. Ledit engin comprend un châssis 20 muni de roues 21. Bien entendu, le véhicule 3 est aussi déplaçable en marche avant. Le véhicule peut être motorisé et/ou équipé d'un mécanisme de mise en mouvement, tel 20 qu'un pédalier. Ledit véhicule est désigné par la suite comme étant un véhicule tractant au sens où, en marche avant, il est destiné à tirer sur l'engin qui lui est attelé. Bien entendu ledit véhicule tractant est apte à fonctionner en marche arrière. Ledit 25 engin est appelé remorque au sens où celui-ci est, au moins en partie, déplacé par le véhicule tractant. Ledit système comprend une barre 40 de liaison entre l'engin 2 et le véhicule 3, et une première mobilité 43 permettant un pivotement de la barre 40 par 30 rapport au véhicule 3 autour d'un axe orthogonal au plan d'appui au sol du véhicule. L'axe de pivotement est, en particulier, orthogonal à la barre 40 de liaison. La première mobilité 43 peut être réalisée sous forme d'une rotule permettant ainsi de bénéficier de libertés de pivotement suivant d'autres axes pour permettre, par exemple, d'absorber des variations de terrain entre le véhicule et la remorque. Avantageusement, la rotule est située à l'extrémité du timon du véhicule tractant. La première mobilité 43 est située du côté du véhicule et le système comprend aussi une deuxième mobilité 42 du côté de la remorque. La deuxième mobilité 42 permet un pivotement du châssis 20 de la remorque 2 par rapport à la barre 40 autour d'un axe orthogonal au plan d'appui au sol du véhicule 3 (figures 1 à 5) ou permettant un pivotement d'une ou de roues 21 de la remorque 2 par rapport au châssis 20 de la remorque 2 (figure 6). Dans l'exemple illustré aux figures 1 et 2, la deuxième mobilité est située sur le 15 timon 22 de la remorque 2 à l'extrémité opposée au point d'accroche du timon 22 sur le châssis 20 de la remorque 2. Autrement dit, la deuxième mobilité 42 est située en dehors du cadre châssis 20 de la remorque 2. Des moyens de commande 5 de ladite deuxième mobilité 42 permettent de 20 commander l'angle çor de pivotement de ladite deuxième mobilité 42. Les moyens de commande comprennent par exemple des moyens d'exercice d'un couple sur la deuxième mobilité, tel qu'un servomoteur. L'angle çor est formé entre la direction de déplacement A2 de la remorque 2 et 25 la barre 40. La direction de déplacement A2 de la remorque 2 correspond aussi à l'axe longitudinal ou axe d'avance de la remorque 2, qui est l'axe parallèle au plan d'appui qui passe entre les roues et par l'arrière et l'avant de la remorque, lorsque les roues ne sont pas orientables, comme dans l'exemple illustré aux figures 1 à 5. Lorsque les roues sont orientables comme dans l'exemple illustré 30 à la figure 6, la direction de déplacement A2 de la remorque 2 correspond à la direction d'orientation des roues 21. Le système comprend des moyens de détermination de l'angle çof formé entre l'axe A3 de déplacement du véhicule 3 et la barre de liaison 40. L'axe de déplacement A3 du véhicule 3 correspond aussi à l'axe longitudinal ou axe d'avance du véhicule 3, ou encore à l'axe parallèle au plan d'appui qui passe 5 entre les roues et par l'arrière et l'avant du véhicule. Un dispositif de pilotage 6 est utilisé pour piloter la commande de la deuxième mobilité 42 en fonction au moins dudit angle f. 10 Ledit dispositif de pilotage est un système de type électronique et/ou informatique, comprenant par exemple un microcontrôleur ou un microprocesseur associé à une mémoire et apte à communiquer avec les moyens de détermination ou de mesure d'angle qui peuvent être réalisés sous forme de capteurs. 15 Ainsi, lorsqu'il est précisé que le dispositif ou des moyens du dispositif sont configurés pour réaliser une opération donnée, cela signifie que le dispositif comprend des instructions informatiques et les moyens d'exécution correspondants qui permettent de réaliser ladite opération. 20 L'homme du métier comprend aisément que les différentes étapes et fonctions des modes de réalisations présentés ci-dessus peuvent être réalisées sous forme de programmes d'ordinateur. En particulier, les étapes décrites ci-dessus peuvent être réalisées sous forme d'instructions électroniques et/ou 25 informatiques exécutables par un ou plusieurs processeurs. Ces programmes d'ordinateur, ou instructions informatiques, peuvent être contenus dans des dispositifs de stockage de programme, par exemple des supports de stockage de données numériques lisibles par ordinateur, ou des 30 programmes exécutables. Les programmes ou instructions peuvent également être exécutés à partir de périphériques de stockage de programme. Le dispositif de pilotage 6 est configuré pour piloter la commande de la deuxième mobilité 42 en fonction aussi d'au moins la dérivée, ou de l'évolution par rapport au temps, dudit angle çpf. La loi de commande appliquée par le dispositif de pilotage aux moyens de 5 commande 5 de la deuxième mobilité 42 pour amener l'angle (or à une valeur de consigne 60 r ref est calculée par une équation différentielle ou récurrente du type : f (t ), p'f (t)' _'f Pn (t)'9f (t), (t)' P2 Pn f (t)' d (t)) = p désignant selon le cas l'opérateur de dérivation Gov(i)= -dv(t)), ou d'avance ch 10 pç9d(t)-= - d (t + 1) De manière générale, la loi de commande est du type : aoçor_ref (t)+a,pço, 'f (t),a2p2 çp (t) + . --a 'p" ,ef (t) = b0 (t)+b,pçof (t),b2p2 ço f (t)+ - b'p"ç p (t) a, et bh i allant de 0 à n, étant des réels 15 (t) est la consigne à appliquer aux moyens de commande, par exemple réalisés sous forme d'un servomoteur. Selon un mode de réalisation particulier, la loi de commande est du type proportionnelle et dérivée : çor 'f = -k ç9 f kdO f , kp étant un réel supérieur ou égal à 20 1, et kd étant un réel strictement positif. Dans le cas où l'on choisit I c -1, le régulateur proportionnel et dérivé autorise la position d'équilibre pour laquelle la remorque recule en ligne droite comme la voiture, le long d'un axe parallèle à l'axe de déplacement de la voiture. 25 La loi de commande est exécutée cycliquement de manière à tendre vers çor = çof = Le dispositif de pilotage comprend des moyens de comparaison de l'angle ça, avec la valeur ço,. ref et des moyens d'asservissement de l'angle 'Pr à la valeurçor_re . Le dispositif de pilotage applique ainsi une régulation locale d'asservissement angulaire de la mobilité 42 pour amener l'angle çor à la valeur de consigne ço rej. . Pour l'asservissement de l'angle ça, à la valeur de consigne 5Ç0rret l'angle 0 r peut être mesuré à l'aide d'un capteur. Alternativement, çor et la ou les dérivées de çor peuvent être calculées ou acquises par un capteur. L'angle gif peut être déterminé à l'aide d'un capteur adapté ou être calculé. 10 Selon un mode de réalisation avantageux, le système de pilotage détermine rref sans information propre au véhicule tractant, de manière à ce que le pilotage de la remorque puisse être mis en oeuvre indépendamment du type de véhicule tractant utilisé. 15 Le pivotement de la deuxième mobilité 42 peut aussi être commandé en fonction de l'angle de braquage du véhicule 3 tractant. L'angle de braquage correspond à l'angle formé par la ou les roues directrices du véhicule par rapport à l'axe longitudinal dudit véhicule. 20 La commande de la deuxième mobilité 42 peut aussi être réalisée en fonction de la vitesse de pivotement, c'est-à-dire la vitesse angulaire, de la deuxième mobilité 42. Dans l'exemple illustré aux figures 1 à 4, lesdits moyens de commande 25 comprennent une motorisation de la liaison pivot 42 entre la barre 40 de liaison et le timon 22 (figures 1 et 2) ou le châssis 20 (figures 3 et 4) de la remorque. Selon le mode de réalisation illustré aux figures 3 et 4, la deuxième mobilité 42 est située à l'intérieur du cadre du châssis 20 de la remorque au voisinage du centre dudit cadre, de préférence au droit du train de roue d'une remorque à 30 deux roues. Dans l'exemple illustré à la figure 5, la deuxième mobilité 42 est située à l'intérieur du cadre du châssis 20 de la remorque, à proximité de l'avant du cadre, c'est-à-dire du côté du cadre orienté vers le véhicule. Dans l'exemple illustré à la figure 6, lesdits moyens de commande comprennent une motorisation de la mobilité de pivotement des deux roues 21 de la remorque autour d'un axe orthogonal au plan d'appui au sol du véhicule, c'est-à-dire autour d'un axe sensiblement vertical. La remorque peut ainsi être munie de roues 21 dont l'orientation vis-à-vis de l'axe longitudinal du châssis de la remorque est pilotable (orientation motorisée). On peut aussi prévoir que l'essieu qui porte les roues soit orientable. Cette motorisation de la remorque par rapport à la barre ou des roues de la remorque par rapport au châssis de la remorque permet, en étant pilotée 15 comme expliqué ci-dessus, de régler précisément l'orientation de la remorque suivant les mouvements du véhicule tracteur. On peut aussi prévoir que les roues de la remorque soient munies d'une motorisation, formant lesdits moyens de commande, capable d'exercer sur la 20 remorque, par une action différentielle sur les deux roues, un moment de nature à modifier l'angle ç°, . A cet effet chaque roue peut être équipée d'une motorisation, par exemple électrique, indépendante. Le dispositif de pilotage peut comprendre les capteurs suivants : 25 - un gyromètre et un capteur à contact sec permettant l'estimation de la position absolue d'une ou des mobilités de pivotement, et/ou -des moyens de télémétrie situés du côté du véhicule et/ou de la remorque, et/ou -des moyens de mesure de position et de courant du moteur des moyens de 30 commande de la deuxième mobilité, qui peuvent être utilisés dans une régulation en cascade de l'angle V, . Lesdits moyens de mesure peuvent être intégrés à ladite deuxième mobilité. L'alimentation du dispositif de pilotage et/ou des moyens de commande peut provenir du véhicule tractant, via un câble de connexion adapté ou via une source d'énergie embarquée sur la remorque. Le système tel que décrit ci-dessus permet de bénéficier d'une remorque à orientation pilotable utilisable sur route. En marche avant, l'orientation nominale de la remorque est celle du véhicule tractant. En marche arrière, l'orientation des roues est pilotée par le dispositif de pilotage afin de conserver l'axe longitudinal de la remorque dans la direction longitudinale du véhicule tractant, ceci de manière à simuler le comportement d'une liaison latérale rigide, et de manière à éviter une mise en « porte-feuille » de la remorque. Selon un mode de réalisation non illustré aux figures, on peut prévoir que ledit système comprend des moyens d'identification d'obstacle présent sur la trajectoire de la remorque. Le dispositif de pilotage est alors configuré pour, en cas d'identification d'un d'obstacle, piloter les moyens de commande de la deuxième mobilité pour permettre à la remorque d'éviter ledit obstacle. Selon un mode de réalisation particulier, la remorque peut en outre être équipée d'une centrale inertielle permettant d'acquérir des données de position, vitesse, et accélération pour corriger la valeur çof et/ ou ço.r. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. REVENDICATIONS1. Système de pilotage d'orientation pour un ensemble roulant comprenant un véhicule (3) déplaçable en marche arrière et un engin (2), appelé remorque, 5 comprenant un châssis (20) muni de roues (21), ledit système comprenant : - une barre (40) de liaison entre l'engin (2) et le véhicule (3), et - une première mobilité (43) permettant un pivotement de la barre (40) par rapport au véhicule (3) autour d'un axe orthogonal au plan d'appui au sol du véhicule ; 10 - une deuxième mobilité (42) permettant un pivotement du châssis (20) de la remorque (2) par rapport à la barre (40) autour d'un axe orthogonal au plan d'appui au sol du véhicule (3) ou permettant un pivotement d'une ou de roues (21) de la remorque (2) par rapport au châssis (20) de la remorque (2); - des moyens de commande (5) de ladite deuxième mobilité (42) ; 15 - des moyens de détermination de l'angle çof formé entre l'axe de déplacement du véhicule (3) et la barre de liaison (40) ; - un dispositif de pilotage (6) des moyens de commande (5) de la deuxième mobilité (42), configuré pour piloter la commande de la deuxième mobilité en fonction au moins dudit angle çof formé entre la direction de déplacement (A3) 20 du véhicule et la barre (40). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de pilotage est configuré pour piloter la commande de la deuxième mobilité en fonction aussi d'au moins la dérivée, ou de l'évolution par rapport au temps, 25 dudit angle çaf 3. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, l'angle formé entre la direction de déplacement (A2) de la remorque (2) et la barre (40) étant noté ço, , le dispositif de pilotage (6) est configuré pour 30 commander le pivotement de la deuxième mobilité (42) avec une valeur de consigne çor Je de l'angle ço, déterminée suivant la loi :q)r rej P = -k * çof - kd * d( çof )/dt avec kp étant un réel supérieur ou égal à 1 et kd étant un réel positif ou nul. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 5 le dispositif de pilotage (6) est configuré pour commander le pivotement de la deuxième mobilité (42) en fonction aussi d'au moins l'angle de braquage du véhicule (3). 5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 10 le dispositif de pilotage (6) est configuré pour commander la deuxième mobilité (42) en fonction aussi d'au moins la vitesse de pivotement de la deuxième mobilité (42). 6. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 15 la deuxième mobilité (42) est située sur le timon d'attelage (22) de la remorque (2). 7. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième mobilité (42) est située à l'intérieur du cadre du châssis (20) de la 20 remorque, de préférence au, ou au voisinage du, centre dudit cadre. 8. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit système comprend des moyens d'identification d'obstacle présent sur la trajectoire de la remorque, et 25 en ce que le dispositif de pilotage (6) est configuré pour, en cas d'identification d'un d'obstacle, piloter les moyens de commande (5) de la deuxième mobilité (42) pour permettre à la remorque d'éviter ledit obstacle. 9. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 30 la remorque (2) comprend deux roues (21) latérales parallèles et des moyens d'orientation desdites roues (21) autour d'un axe, dit axe vertical, orthogonal au plan d'appui au sol du véhicule (3). 10. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commande (5) de la deuxième mobilité comprennent un moteur situé à proximité de la deuxième mobilité. 11. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commande (5) de la deuxième mobilité comprenant des moyens de commande des roues latérales de la remorque avec un différentiel de vitesse entre les deux roues dans un sens ou dans l'autre 12. Ensemble comprenant un engin (2), appelé remorque, destiné à être couplé à un véhicule (3) déplaçable en marche arrière, caractérisé en ce que ledit ensemble comprend un système de pilotage d'orientation selon l'une des revendications 1 à 11. 13. Ensemble comprenant un engin (2), appelé remorque, et, couplé à la remorque (2), un véhicule (3) déplaçable en marche arrière, caractérisé en ce que ledit ensemble comprend un système de pilotage d'orientation selon l'une des revendications 1 à 11.