Brevet FR3036683A1 — publié le 20161202

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONTROLE DE LA DIRECTION D'UN BATEAU EQUIPE DE DEUX MOTORISATIONS DE TYPE HYDROJET La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de contrôle de la direction d'un bateau équipé de deux motorisations de type hydrojet. Selon une première configuration, un bateau comprend une propulsion à hélice reliée par l'intermédiaire d'une liaison pivotante à l'arrière du bateau ainsi qu'un volant (également appelé barre à roue) pour orienter la propulsion à hélice et ainsi contrôler la direction du bateau. Ce volant est accouplé à une pompe manuelle qui est reliée par des tuyaux hydrauliques à un actionneur tel qu'un vérin qui provoque la rotation de la propulsion à hélice autour de l'axe de la liaison pivotante. Ce mode de pilotage d'un bateau est précis et pratique à utiliser. Selon une autre configuration, un bateau comprend deux propulsions à hélice reliées à l'arrière du bateau de manière symétrique par rapport à la ligne de quille du bateau et un boitier de commande qui comprend deux manettes, une pour chaque propulsion à hélice. Chaque manette est utilisée pour contrôler le régime de chaque motorisation. Lorsque les mouvements des deux manettes sont identiques, le bateau avance en ligne droite. Toutefois, il est possible de faire pivoter les manettes différemment l'une de l'autre. Dans ce cas, les motorisations à hélice n'ont pas le même régime et le bateau change de direction en fonction de la différence de position des manettes. Dans le domaine du nautisme, on connait également les motorisations de type hydrojet qui équipent notamment les jet-skis. Dans ce cas, l'eau est pompée sous le jet-ski puis expulsée à haute vitesse derrière celui-ci. Pour les diriger, ces embarcations comprennent un guidon et la motorisation de type hydrojet comprend à l'arrière une tuyère qui peut pivoter pour orienter le flux sortant. En fonction de l'orientation du guidon, un actionneur modifie l'orientation de la tuyère. Selon une autre application, un bateau comprend deux motorisations de type hydrojet positionnées de manière symétrique par rapport à la ligne de quille du bateau et un boitier de commande qui comprend deux manettes, une pour chaque motorisation. Comme pour 3036683 2 les motorisations à hélice, il est possible d'utiliser les manettes pour diriger le bateau. Toutefois ce type de commande n'est pas pratique pour un pilote occasionnel notamment à basse vitesse. Pour remédier à cet inconvénient, il est possible d'équiper chaque motorisation de type 5 hydrojet d'une tuyère pivotante, le pivotement des deux tuyères étant synchronisé et contrôlé par au moins un actionneur piloté par un volant à la manière des bateaux à propulsion à hélice. Toutefois, cette conception est relativement complexe et coûteuse en raison de la présence des tuyères pivotantes et du ou des actionneurs associés aux tuyères pivotantes. 10 L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de contrôle de la direction d'un bateau comprenant au moins deux motorisations de type hydrojet droite et gauche et une commande pivotante, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination de la position angulaire de la commande pivotante et une étape de transmission de consignes, 15 une pour chaque motorisation de type hydrojet, la différence entre lesdites consignes étant fonction de la position angulaire de la commande pivotante. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels : 20 La figure 1 est une vue latérale d'un bateau qui illustre l'invention, La figure 2 est une vue de dessous du bateau de la figure 1, La figure 3 est une vue arrière du bateau de la figure 1, La figure 4 est un schéma d'un système de commande de la direction d'un bateau qui illustre une première variante simplifiée de l'invention, 25 La figure 5 est un schéma d'un système de commande de la direction d'un bateau qui illustre une variante de l'invention, La figure 6 est un schéma qui illustre les consignes transmises aux motorisations droite et gauche en fonction de la position angulaire d'une commande pivotante, La figure 7 est un schéma qui illustre les consignes transmises aux motorisations lors d'un changement de vitesse selon un premier mode de réalisation, La figure 8 est un schéma qui illustre les consignes transmises aux motorisations lors d'un changement de vitesse selon un autre mode de réalisation. 3036683 3 Sur la figure 1, on a représenté en 10 un bateau qui comprend une coque 12, un pont 14, un poste de pilotage 16, un ensemble propulsif et un système directionnel. La coque 12 comprend un tableau arrière 18 et une ligne de quille 20 (visible sur la figure 3). Les éléments du bateau tels que la coque, le pont, le poste de pilotage, le système 5 directionnel, le tableau arrière ne sont pas plus décrits car ils sont connus de l'homme du métier et peuvent pendre différentes configurations d'un bateau à l'autre. Le bateau 10 comprend une ligne de flottaison 22 qui correspond à l'intersection de la coque 12 et de la surface de l'eau 24 lorsque le bateau est à l'arrêt ou navigue à une vitesse réduite. 10 Selon l'invention, l'ensemble propulsif comprend au moins deux motorisations de type hydrojet 28. Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 3, le bateau comprend, en plus des motorisations de type hydrojet 28, une seule motorisation à hélice 26. En variante, le bateau peut comprendre deux ou plus motorisations à hélice disposées de manière symétrique par 15 rapport à la ligne de quille 20. De préférence, une motorisation à hélice 26 est un moteur à combustion tel qu'un moteur hors-bord par exemple. Selon un mode de réalisation, toutes les motorisations à hélice sont des moteurs à combustion de type hors-bord. En variante, la motorisation à hélice 26 pourrait être de type in board. 20 La ou les motorisations à hélice 26 et la ou les motorisations de type hydrojet 28 sont disposées de manière symétrique par rapport à la ligne de quille 20. La ou les motorisations à hélice 26 sont reliées au bateau, plus particulièrement au tableau arrière 18, par tous moyens appropriés. La ou les motorisations à hélice 26, leurs moyens de liaison au bateau ne sont pas plus 25 détaillés car ils sont connus de l'homme du métier. Une motorisation de type hydrojet 28 comprend un conduit 30 dans lequel s'écoule un flux d'eau et qui s'étend depuis au moins une entrée d'eau 32 jusqu'à une sortie d'eau 34 et des moyens 36 pour accélérer le flux d'eau. Selon un mode de réalisation, les moyens 36 pour accélérer le flux d'eau comprennent une hélice disposée dans le conduit 30 avec un axe de 30 rotation coaxial au conduit 30. 3036683 4 Avantageusement, au moins une motorisation de type hydrojet 28 est de type électrique. Ainsi, l'hélice des moyens 36 est accouplée à un moteur électrique. Selon un mode de réalisation, toutes les motorisations de type hydrojet 28 sont de type électrique. Les motorisations de type hydrojet 28 ne sont pas plus décrites car elles sont connues de 5 l'homme du métier. Lorsque la ou les motorisations de type hydrojet sont alimentées en énergie électrique, le bateau comprend des moyens 38 de stockage d'énergie électrique pour alimenter la ou les motorisations de type hydrojet 28. Selon un mode de réalisation, le bateau comprend au moins une batterie ou accumulateur électrique pour alimenter en électricité la ou les 10 motorisations de type hydrojet 28. Avantageusement, le bateau 10 comprend des moyens pour recharger en énergie électrique les moyens 38 de stockage d'énergie électrique. Les motorisations à hélice peuvent être utilisées comme moyen pour recharger les moyens 38 de stockage via un alternateur. Le bateau comprend un système de commande 40 illustré sur la figure 5. 15 Le système de commande 40 comprend au moins une commande 42 et au moins un variateur de vitesse 44 apte à transmettre une consigne d'accélération à au moins une motorisation à hélice 26 et à piloter au moins une motorisation de type hydrojet électrique 28. La commande 42 comprend au moins une manette 46 pivotante. De préférence, la 20 commande 42 comprend deux manettes 46, 46', une manette droite 46 et une manette gauche 46'. Chaque manette 46 est reliée à un variateur de vitesse 44. En présence de deux manettes 46, 46', la commande 42 comprend deux variateurs de vitesse 44, 44', un variateur de vitesse droit 44 relié à la manette droite 46 et un variateur de vitesse gauche 44' relié à la 25 manette gauche 46'. Chaque manette 46, 46' transmet un signal au variateur de vitesse 44, 44' qui est fonction de sa position angulaire, la position angulaire de chaque manette 46 étant fonction de la vitesse souhaitée. En présence de deux motorisations à hélice, chaque variateur de vitesse 44 ou 44' comprend 30 un émetteur 48 pour transmettre une consigne d'accélération à au moins une motorisation à hélice 26 et une électronique de puissance 50, 50' pour piloter l'alimentation électrique d'au moins une motorisation de type hydrojet électrique 28. Chaque variateur de vitesse 44, 3036683 5 44' comprend des moyens pour déterminer, en fonction de la valeur du signal reçu, la valeur de la consigne d'accélération pour la motorisation à hélice 26 et la valeur de l'alimentation électrique pour la motorisation de type hydrojet électrique 28. En présence d'une seule motorisation à hélice 26, seul le variateur de vitesse 44 comprend 5 un émetteur 48 pour transmettre une consigne 54 à la motorisation à hélice 26. Comme illustré sur la figure 5, la manette droite 46 transmet un signal droit 52 au variateur de vitesse droit 44. En fonction de la consigne souhaitée, l'émetteur 48 transmet une consigne 54 à la motorisation à hélice 26 et l'électronique de puissance 50 adapte l'alimentation électrique droite 56 destinée à la motorisation de type hydrojet 28 située à 10 droite (ou à tribord). La manette gauche 46' transmet un signal gauche 52' au variateur de vitesse gauche 44'. En fonction de la vitesse souhaitée, l'électronique de puissance 50' adapte l'alimentation électrique gauche 56' destinée à la motorisation de type hydrojet 28' située à gauche (ou à bâbord). 15 De préférence, chaque motorisation à hélice 26 est reliée au bateau par l'intermédiaire d'une articulation permettant de la faire basculer afin de faire sortir l'hélice de l'eau. Cette articulation est motorisée et une commande de basculement 58 permet de commander cette articulation afin de faire basculer la motorisation à hélice, soit pour la faire sortir de l'eau, soit pour la mettre dans l'eau. Selon un mode de réalisation, la commande de 20 basculement 58 est intégrée à la commande 42. Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 5, le bateau comprend : une commande de démarrage/d'arrêt 60 pour chaque motorisation à hélice 26, et/ou une commande 62 pour, en mode hybride sous certaines conditions, repasser en 25 fonctionnement tout électrique et commander l'arrêt de la ou des motorisation(s) à hélice et le démarrage de la motorisation de type hydrojet 28, 28' électrique, et/ou une commande 64 pour choisir le mode de propulsion avec trois positions, une première position E pour une fonction en mode électrique, une deuxième position H pour un fonctionnement en mode hybride et une troisième position G pour un 30 fonctionnement purement thermique. 3036683 6 Selon un mode de réalisation privilégié et illustré sur la figure 5, un des variateurs de vitesse 44 est considéré comme maître et l'autre variateur de vitesse 44' est considéré comme esclave. Les échanges entre les différents composants peuvent être assurés par différents moyens, 5 réseau filaire, bus can,... Selon une caractéristique de l'invention, comme illustré sur les figures 4 et 5, un bateau 10 comprend un dispositif de contrôle de la direction qui comporte une commande pivotante 72 tel qu'un volant par exemple, configuré pour pivoter par rapport à un axe de rotation 74. Comme illustré sur les figures 6 à 8, le volant est configuré pour occuper différentes 10 positions angulaires sur une plage de -A° à +A°. A titre d'exemple, la valeur -A° correspond à la valeur maximale à gauche de la position angulaire de la commande pivotante 72 et la valeur +A° correspond à la valeur maximale à droite de la position angulaire de la commande pivotante 72. Selon l'invention, le dispositif de contrôle de la direction comprend un système de 15 commande 76 pour déterminer la position angulaire de la commande pivotante 72 et pour définir des consignes 78, 78', une pour chaque motorisation de type hydrojet 28, 28', lesdites consignes étant différentes l'une de l'autre, ladite différence étant fonction de la position angulaire de la commande pivotante 72. Cette configuration permet de simplifier le contrôle de la direction en n'utilisant pas de tuyères pivotantes et confère une plus grande 20 précision, notamment à vitesse réduite. Selon un mode de réalisation visible sur la figure 4, les consignes 78, 78' sont transmises aux deux variateurs de vitesse 44, 44' qui déterminent la valeur de l'alimentation électrique 56, 56' de chaque motorisation de type hydrojet 28, 28'. Selon un autre mode de réalisation visible sur la figure 5, l'un des variateurs de vitesse 44 est 25 considéré comme maître et l'autre variateur de vitesse 44 est considéré comme esclave. Dans ce cas, le système de commande 76 transmet une seule consigne au variateur de vitesse 44 maître qui est relié par une connexion 80 au variateur de vitesse 44' esclave. A réception de la consigne, le variateur de vitesse 44 maître détermine la valeur de l'alimentation électrique 56 de la motorisation de type hydrojet 28 et transmet une consigne 30 78' au variateur de vitesse 44' esclave qui détermine alors la valeur de l'alimentation électrique 56' de la motorisation de type hydrojet 28'. 3036683 7 Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 5, le système de commande comprend une première partie 76.1 sous la forme d'un capteur permettant de convertir une rotation angulaire de la commande pivotante 72 en un signal 79 et une deuxième partie 76.2 implémentée dans un des variateurs de vitesse, notamment le variateur de vitesse 44 5 maître, la deuxième partie 76.2 à réception du signal 79 transmis par la première partie 76.1 déterminant les consignes 78, 78' pour les variateurs de vitesse 44, 44'. Avantageusement, comme illustré sur la figure 5, il est possible de contrôler la direction du bateau soit en faisant pivoter la commande pivotante 72 ou soit en positionnant différemment les manettes (avec une position angulaire pour la manette de droite 46 10 différente de celle de la manette de gauche 46'). De préférence, le bateau comprend une commande 82 pour passer d'un mode de pilotage normal pour lequel, les motorisations de type hydrojet 28, 28' sont contrôlés exclusivement par les manettes 46, 46' à un mode assisté pour lequel, les motorisations de type hydrojet 28, 28' sont contrôlés pour la direction par la commande pivotante 72 et pour la vitesse par 15 l'une des manettes. Dans le mode assisté, l'une des manettes 46, 46' est utilisé pour transmettre une consigne de vitesse 84 au système de commande 76 qui en fonction de la consigne de vitesse 84 adapte les consignes 78, 78' transmises aux motorisations de type hydrojet. Comme illustré sur la figure 2, l'utilisation de motorisations de type hydrojet 28, 28' 20 (généralement plus écartées de la ligne de quille 20 que le ou les motorisations à combustion 26) permet de décaler le point de pivotement du bateau Pb vers l'arrière par rapport au point de pivotement du bateau Pb' obtenu avec une ou des motorisations à combustion. Ainsi, les motorisations de type hydrojet 28, 28' permettent d'obtenir un rayon de braquage Rb plus court que celui Rb' obtenu avec une ou plusieurs motorisations à 25 combustion. De préférence, les consignes 78, 78' sont symétriques par rapport à un axe médian correspondant à la position angulaire à 00 de la commande pivotante 72. Selon cette configuration, la position angulaire 00 de la commande pivotante 72 correspond à un déplacement droit devant du bateau. 30 Avantageusement, les consignes 78, 78' sont fonction d'une consigne d'accélération du bateau qui permet de définir la vitesse du bateau. De préférence, lorsqu'un bateau navigue en ligne droite et que le pilote souhaite effectuer un virage, les consignes 78, 78' sont 3036683 8 déterminées de manière à ce que la vitesse du bateau soit constante lors du virage et égale à la vitesse qu'avait le bateau en ligne droite. Ainsi, comme illustré sur les figures 6 à 8, lorsque le moteur a une vitesse VTD en ligne droite, les courbes des consignes 78, 78' ont la même valeur. 5 Sur une certaine plage angulaire disposée de part et d'autre de l'axe médian correspondant à la position angulaire 00, les consignes 78, 78' sont symétriques par rapport à une droite horizontale passant par le point d'intersection des courbes des consignes 78, 78'. Comme illustré sur la figure 6, lorsqu'une consigne est positive, la motorisation de type hydrojet propulse un jet vers l'arrière du bateau comme la motorisation de droite 28. 10 Lorsqu'une consigne est négative, la motorisation de type hydrojet propulse un jet vers l'avant du bateau comme la motorisation de gauche 28'. De préférence, comme illustré sur les figures 6 à 8, la consigne 78 transmise à la motorisation de type hydrojet droite 28 est positive et la consigne 78' transmise à la motorisation de type hydrojet gauche 28' est négative lorsque la commande pivotante 72 15 est pivotée à gauche et occupe une position angulaire proche de -A°. A l'opposée, la consigne 78 transmise à la motorisation de type hydrojet droite 28 est négative et la consigne 78' transmise à la motorisation de type hydrojet gauche 28' est positive lorsque la commande pivotante 72 est pivotée à droite et occupe une position angulaire proche de +A°. Cette configuration permet d'obtenir un pivotement du bateau quasiment sur place 20 lorsque les positions angulaires sont proches des valeurs maximales -A° ou +A°. Selon un autre mode de réalisation illustré sur la figure 6, donné à titre d'exemple, la consigne 78 transmise à la motorisation de type hydrojet droite 28 est maximale et constante sur une plage allant de -A° à -B° et décroissante de façon continue sur une plage allant de -B° à +A°. La consignes 78' transmise à la motorisation de type hydrojet gauche 28' 25 est croissante de façon continue sur une plage allant de -A° à +B°. La consigne 78'est maximale et constante sur une plage allant de +B° à +A°, la valeur +A° étant supérieure à +B°. Pour la position angulaire 00, les consignes 78 et 78' sont égales et positives en marche avant ou négatives en marche arrière. 30 Lorsque la consigne 78, 78' est maximale, la motorisation de type hydrojet 28, 28' correspondante est à sa vitesse maximale. Dans le cas de moteur électrique, la vitesse maximale est égale à la vitesse nominale du moteur électrique. Pour des besoins ponctuels, 3036683 9 par exemple pour une manoeuvre courte dans le temps, la vitesses maximale peut être égale à la vitesse limite du moteur électrique qui est supérieure à la vitesse nominale. De préférence, en dehors des plages qui correspondent aux vitesses maximales des motorisations 28, 28', chaque consigne 78, 78' correspond à une fonction affine, une 5 première consigne 78 ayant une pente négative et l'autre consigne 78' ayant une pente positive. Selon un mode de réalisation privilégié illustré sur la figure 7, lors d'un changement de vitesse, les pentes des consignes 78, 78' sont constantes. Seules les valeurs des ordonnées à l'origine pour les deux consignes changent. 10 Selon un autre mode de réalisation illustré sur la figure 8, lors d'un changement de vitesse, la pente de chaque consigne 78, 78' change. Cependant, l'invention n'est aucunement limitée à des fonctions affines pour les consignes. Ainsi, les consignes 78, 78' peuvent suivre des courbes plus complexes. REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle de la direction d'un bateau comprenant au moins deux motorisations de type hydrojet droite et gauche (28, 28') et une commande pivotante (72), caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination de la position angulaire de la commande pivotante (72) et une étape de transmission de consignes (78, 78'), une pour chaque motorisation de type hydrojet (28, 28'), la différence entre lesdites consignes (78, 78') étant fonction de la position angulaire de la commande pivotante (72). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les consignes (78, 78') sont symétriques par rapport à un axe passant par la position angulaire 00 de la commande pivotante (72). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les consignes (78, 78') sont différentes en fonction d'une consigne d'accélération du bateau qui détermine la vitesse du bateau. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les consignes (78, 78') sont déterminées de manière à ce que la vitesse du bateau soit constante lors d'un virage et égale à la vitesse du bateau en ligne droite. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque consigne (78, 78') correspond à une fonction affine en dehors des plages qui correspondent aux vitesses maximales des motorisations (28, 28'), une première consigne (78) ayant une pente négative et l'autre consigne (78') ayant une pente positive. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, le bateau comprenant une commande avec au moins une manette (46, 46') pour contrôler les motorisations de type hydrojet (28, 28'), le procédé étant caractérisé en ce que l'une des manettes (46, 46') est utilisée pour transmettre une consigne de vitesse (84), les consignes (78, 78') déterminée à partir de la position angulaire de la commande pivotante (72) et transmises aux motorisations de type hydrojet étant adaptées en fonction de la consigne de vitesse (84). 7. Dispositif de contrôle de la direction d'un bateau comprenant au moins deux motorisations de type hydrojet droite et gauche (28, 28') et une commande pivotante (72), caractérisé en ce qu'il comprend un système de commande (76) configuré pour déterminer la position angulaire de la commande pivotante (72) et pour transmettre des consignes (78, 3036683 11 78'), une pour chaque motorisation de type hydrojet (28, 28'), lesdites consignes (78, 78') étant fonction de la position angulaire de la commande pivotante (72). 8. Dispositif selon la revendication 7, ledit bateau comprenant une commande (42) avec deux manettes (46, 46'), caractérisé en ce qu'il comprend une commande (82) pour 5 passer d'un mode de pilotage normal pour lequel, les motorisations de type hydrojet (28, 28') sont contrôlés exclusivement par les manettes (46, 46') à un mode assisté pour lequel, les motorisations de type hydrojet (28, 28') sont contrôlés pour la direction par la commande pivotante (72) et pour la vitesse par l'une des manettes (46, 46'). 9. Bateau équipé d'un dispositif de contrôle de la direction selon la revendication 7 10 ou 8.