Brevet FR3055292A1 — publié le 20180302

VÉHICULE À DEUX VOLANTS COUPLÉS VIA UNE TRAVERSE DE PLANCHE DE BORD L'invention concerne les véhicules, éventuellement de type automobile et éventuellement partiellement autonomes, et plus précisément le contrôle de tels véhicules. On notera que l'on entend ici par « véhicule partiellement autonome » un véhicule propre à être conduit manuellement pendant des phases de conduite manuelle et de façon automatisée pendant des phases de conduite autonome. Certains véhicules, par exemple dédiés à l'enseignement de la conduite (auto-école) ou à des fonctions particulières (comme par exemple le nettoyage de rues), comprennent un habitacle équipé de deux volants couplés entre eux via des moyens de couplage. Plus précisément, de tels véhicules comprennent un premier volant solidarisé à une première colonne de direction couplée à un premier boîtier de direction, assurant un décalage du mouvement de rotation de la première colonne de direction suivant la direction verticale (du véhicule) et couplé à une barre de direction couplée indirectement à des roues directrices, un second volant solidarisé à une seconde colonne de direction couplée à un second boîtier de direction assurant un décalage du mouvement de rotation de la seconde colonne de direction suivant la direction verticale (identique à celui assuré par le premier boîtier de direction), et des moyens de couplage couplant entre eux indirectement les premier et second volants de sorte qu'une action sur l'un d'entre eux induise exactement et simultanément la même action sur l'autre et donc sur les roues directrices. Par exemple, les moyens de couplage peuvent comprendre deux pignons solidarisés fixement et respectivement aux première et seconde colonnes de direction et couplés entre eux par une chaîne. En variante, les moyens de couplage peuvent comprendre une barre dont les deux extrémités opposées sont pourvues d'un premier cône d'engrenage cranté, 3055292 2 et deux seconds cônes d'engrenage crantés solidarisés fixement aux extrémités des première et seconde colonnes de direction et engrenant respectivement les deux premiers cônes d'engrenage crantés. Dans une autre variante, les moyens de couplage peuvent comprendre une barre dont 5 les deux extrémités opposées sont pourvues d'un premier cône d'engrenage cranté, et deux seconds cônes d'engrenage crantés couplés en rotation respectivement aux premier et second boîtiers de direction. De tels moyens de couplage s'avèrent relativement fragiles et/ou s'usent assez rapidement et/ou génèrent du bruit et/ou s'avèrent difficiles 10 (voire impossibles) à loger dans une planche de bord ou un compartiment moteur et/ou s'avèrent insuffisamment stables et donc introduisent un jeu relativement important. L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. Elle propose notamment à cet effet un véhicule comprenant : 15 - une traverse de planche de bord, - un premier volant solidarisé à une première colonne de direction couplée à un premier boîtier de direction couplé à une barre de direction couplée indirectement à des roues directrices, - un second volant solidarisé à une seconde colonne de direction couplée à 20 un second boîtier de direction, et - des moyens de couplage couplant entre eux indirectement les premier et second volants de sorte qu'une action sur l'un d'entre eux induise exactement et simultanément la même action sur l'autre. Ce véhicule se caractérise par le fait que ses moyens de couplage 25 comprennent une crémaillère de couplage montée en translation dans la traverse de planche de bord et comprenant des première et seconde extrémités munies de premiers crans engrenant des deuxièmes crans couplés en rotation aux première et seconde colonnes de direction via respectivement les premier et second boîtiers de direction. 30 Ainsi, la crémaillère de couplage est supportée rigidement par la traverse de planche de bord, ce qui évite d'avoir à prévoir des moyens de support additionnels et lui confère une grande stabilité, avec un jeu minimal. 3055292 3 De plus, cela évite d'encombrer inutilement une zone de la planche de bord ou du compartiment moteur. Le véhicule selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : 5 il peut également comprendre un tube creux solidarisé fixement à la traverse de planche de bord et logeant en translation une partie centrale de la crémaillère de couplage située entre ses première et seconde extrémités ; - la partie centrale de la crémaillère de couplage peut être circulaire ; 10 - ses moyens de couplage peuvent comprendre des premier et second axes comprenant les deuxièmes crans et des troisièmes crans couplés en rotation à des premiers pignons faisant partie respectivement des premier et second boîtiers de direction et participant à leur couplage en rotation respectivement aux première et seconde colonnes de direction ; 15 - les deuxièmes crans peuvent être des dentures de pignon des extrémités des premier et second axes ; - les troisièmes crans peuvent faire partie de seconds pignons qui sont solidarisés fixement respectivement aux premier et second axes ; - les seconds pignons peuvent être logés respectivement dans les 20 premier et second boîtiers de direction ; il peut également comprendre un dispositif d'aide à la conduite propre à le conduire de façon autonome sans intervention d'un passager et à avertir ce dernier lorsqu'il doit reprendre son contrôle en agissant au moins sur le premier ou second volant ; 25 il peut être de type automobile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus pour l'un d'entre eux en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur »)), sur lesquels : 30 - la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d'un véhicule selon l'invention, et - la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, un 3055292 4 exemple de réalisation de moyens de couplage d'un véhicule selon l'invention, après leur couplage à une traverse de planche de bord (très partiellement représentée) et à des premier et second boîtiers de direction (non représentés). 5 L'invention a notamment pour but de proposer un véhicule VA à deux volants V1 et V2 couplés entre eux indirectement. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule VA est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout 10 type de véhicule comprenant au moins deux sièges placés l'un à côté de l'autre et permettant aux passagers qu'ils accueillent de le conduire. Par conséquent, elle concerne notamment les véhicules terrestres tels que, par exemple, les voitures, les cars (ou bus), les camions, les engins de voirie, les véhicules agricoles, et les engins de chantier. 15 Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule VA est à double commande. Il s'agit par exemple d'une voiture d'auto-école. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant deux volants couplés entre eux indirectement de sorte qu'une action sur l'un d'entre 20 eux induise exactement et simultanément la même action sur l'autre et donc sur les roues directrices. On a schématiquement illustré sur la figure 1 un exemple non limitatif de véhicule VA selon l'invention. Ici le véhicule VA est de type automobile. Comme illustré, ce véhicule VA comprend un groupe motopropulseur, 25 des premier V1 et second V2 volants associés respectivement à des premier S1 et second S2 sièges et à des moyens de couplage MC, et des première PF1 et seconde PF2 pédales de frein et des première PA1 et seconde PA2 pédales d'accélérateur du fait qu'il est à double commande. Dans l'exemple non limitatif illustré, le groupe motopropulseur est 30 conventionnel, et donc comprend seulement un moteur thermique MT pour entraîner ses roues directrices. Mais le groupe motopropulseur pourrait être de type hybride et donc pourrait comprendre au moins un moteur thermique et au moins une machine motrice (électrique ou hydraulique ou encore à air 3055292 5 comprimé), associé(e) à des moyens de stockage d'énergie, ou bien de type tout électrique. Outre son moteur thermique MT, le groupe motopropulseur comprend également et notamment un embrayage EM, une boîte de vitesses BV, et un 5 calculateur de supervision CS. Le fonctionnement du groupe motopropulseur est contrôlé par le calculateur de supervision CS. Le premier siège S1 est destiné à recevoir un premier passager propre à agir sur le premier volant V1 et sur les premières pédales io d'accélérateur PA1 et de frein PF1. Le second siège S2 est installé à côté du premier siège S1 et destiné à recevoir un second passager propre à agir sur le second volant V2 et, ici, sur les secondes pédales d'accélérateur PA2 et de frein PF2. Le premier volant V1 contrôle la direction de déplacement du véhicule 15 VA. A cet effet, le premier volant V1 est solidarisé à une première colonne de direction CD1 qui est couplée à un premier boîtier de direction BD1 assurant un décalage du mouvement de rotation de la première colonne de direction CD1 suivant la direction verticale du véhicule et couplé à une barre de direction BAD, également couplée indirectement à des roues directrices (ici 20 les roues avant). Le second volant V2 contrôle la direction de déplacement du véhicule VA de la même façon et en même temps que le premier volant V1. En d'autres termes les premier V1 et second V2 volants agissent de façon identique sur la direction de déplacement. A cet effet, le second volant V2 est 25 solidarisé à une seconde colonne de direction CD2 qui est couplée à un second boîtier de direction BD2 assurant un décalage du mouvement de rotation de la seconde colonne de direction CD2 suivant la direction verticale (identique à celui assuré par BD1) et couplé à ce dernier (BD1) via les moyens de couplage MC décrits plus loin. 30 La seconde pédale d'accélérateur PA2 est propre à agir de la même façon et en même temps que la première pédale d'accélérateur PA1. En d'autres termes les première PA1 et seconde PA2 pédales d'accélérateur agissent de façon identique sur l'accélération. 3055292 6 La seconde pédale de frein PF2 est propre à agir de la même façon et en même temps que la première pédale de frein PF1. En d'autres termes les première PF1 et seconde PF2 pédales de frein agissent de façon identique sur le freinage. 5 Les moyens de couplage MC sont agencés de manière à coupler entre eux indirectement les premier V1 et second V2 volants de sorte qu'une action sur l'un d'entre eux induise exactement et simultanément la même action sur l'autre et donc sur les roues directrices. Ces moyens de couplage MC comprennent au moins une crémaillère 10 de couplage CC et des premiers pignons Pl. Comme illustré sur la figure 1, la crémaillère de couplage CC est avantageusement montée en translation (suivant la direction transversale du véhicule VA) dans une traverse TP d'une planche de bord PB qui est installée dans la partie avant de l'habitacle H, juste avant le compartiment moteur. 15 Comme cela apparaît mieux sur la figure 2, cette crémaillère de couplage CC comprend des première El et seconde E2 extrémités opposées munies chacune de premiers crans (ou dents ou dentures) C1. Ces derniers (C1) engrènent des deuxièmes crans (ou dents ou dentures) C2 qui sont couplés en rotation aux première CD1 et seconde CD2 colonnes de direction via 20 respectivement les premier BD1 et second BD2 boîtiers de direction. On comprendra que lorsque le premier passager tourne le premier volant V1, cela provoque l'entraînement en rotation de la première colonne de direction CD1 et des roues directrices. L'entraînement en rotation de la première colonne de direction CD1 induit l'entraînement en rotation de 25 deuxièmes crans C2 auxquels elle est couplée en rotation via le premier boîtier de direction BD1. L'entraînement en rotation de ces deuxièmes crans C2 induit la translation de la crémaillère de couplage CC suivant la direction transversale, du fait qu'ils engrènent les premiers crans Cl de la première extrémité El de cette dernière (CC). La translation de la crémaillère de 30 couplage CC induit l'entraînement en rotation des autres deuxièmes crans C2 du fait que les autres premiers crans Cl de sa seconde extrémité E2 engrènent les autres deuxièmes crans C2. La rotation de ces autres deuxièmes crans C2 induit l'entraînement en rotation de la seconde colonne 3055292 7 de direction CD2, du fait de leur couplage en rotation via le second boîtier de direction BD2, et donc l'entraînement en rotation du second volant V2. De même, lorsque le second passager tourne le second volant V2, cela provoque l'entraînement en rotation de la seconde colonne de direction 5 CD2 et donc l'entraînement en rotation de deuxièmes crans C2 auxquels elle est couplée en rotation via le second boîtier de direction BD2. L'entraînement en rotation de ces deuxièmes crans C2 induit la translation de la crémaillère de couplage CC suivant la direction transversale, du fait qu'ils engrènent les premiers crans Cl de la seconde extrémité E2 de cette dernière (CC). La 10 translation de la crémaillère de couplage CC induit l'entraînement en rotation des autres deuxièmes crans C2 du fait que les autres premiers crans Cl de sa première extrémité El engrènent ces autres deuxièmes crans C2. La rotation de ces autres deuxièmes crans C2 induit l'entraînement en rotation de la première colonne de direction CD1, du fait de leur couplage en rotation 15 via le premier boîtier de direction BD1, et donc l'entraînement en rotation des roues directrices et du premier volant Vl. Le fait que la crémaillère de couplage CC soit montée en translation dans la traverse de planche de bord TP, permet avantageusement de la supporter sans qu'il faille prévoir des moyens de support additionnels. Cela 20 confère une grande stabilité, avec un jeu minimal, et de la rigidité aux moyens de couplage MC. En outre, cela évite d'encombrer inutilement une zone de la planche de bord PB ou du compartiment moteur. De plus, l'utilisation d'une crémaillère de couplage CC permet de réduire les bruits générés et l'usure, ce qui rend les moyens de couplage MC 25 moins fragiles. Les différents éléments peuvent en outre être dimensionnés pour tenir les efforts. On notera, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, que le véhicule VA peut également comprendre un tube creux TC solidarisé fixement à la traverse de planche de bord TP et logeant en translation une 30 partie centrale PC de la crémaillère de couplage CC, située entre ses première El et seconde E2 extrémités. Cette solidarisation peut, par exemple, se faire par vissage ou soudage. Par exemple, la partie centrale PC de la crémaillère de couplage CC 3055292 8 peut être cylindrique circulaire, afin d'être logée dans un tube creux TC également cylindrique circulaire ou bien comportant un logement interne cylindrique circulaire. Comme cela apparaît mieux sur la figure 2, les moyens de couplage 5 MC peuvent également comprendre des premier Al et second A2 axes. Le premier axe Al comprend une partie des deuxièmes crans C2 qui engrènent des premiers crans Cl de la première extrémité El de la crémaillère de couplage CC, et des troisièmes crans (ou dents) C3 qui sont couplés en rotation à un premier pignon P1 faisant partie du premier boîtier de 10 direction BD1 et participant à leur couplage en rotation à la première colonne de direction CD1. Par exemple, ces deuxièmes crans C2 du premier axe Al sont des dentures de pignon situées sur une extrémité de ce dernier (A1) et qui engrènent des dentures définissant les premiers crans Cl de la première 15 extrémité El de la crémaillère de couplage CC. Le second axe A2 comprend une autre partie des deuxièmes crans C2 qui engrènent des premiers crans Cl de la seconde extrémité E2 de la crémaillère de couplage CC, et des troisièmes crans C3 qui sont couplés en rotation à un premier pignon P1 faisant partie du second boîtier de direction 20 BD2 et participant à leur couplage en rotation à la seconde colonne de direction CD2. Par exemple, ces deuxièmes crans C2 du second axe A2 sont des dentures de pignon situées sur une extrémité de ce dernier (A2) et qui engrènent des dentures définissant les premiers crans Cl de la seconde 25 extrémité E2 de la crémaillère de couplage CC. On notera, comme illustré non limitativement sur la figure 2, que les troisièmes crans C3 peuvent faire partie de seconds pignons P2 qui sont solidarisés fixement et respectivement aux premier Al et second A2 axes et qui sont couplés en rotation respectivement aux premiers pignons P1. En 30 variante, ils pourraient être définis dans des extrémités des premier Al et second A2 axes qui sont opposées aux extrémités comprenant les deuxièmes crans C2. Le couplage en rotation de chaque premier pignon P1 au second 3055292 9 pignon P2 associé peut, par exemple, se faire par engrènement ou au moyen d'une courroie crantée ou d'une chaine. Les seconds pignons P2 peuvent, par exemple, être logés respectivement dans les premier BD1 et second BD2 boîtiers de direction. 5 Mais ils pourraient être externes à ces derniers (BD1, BD2) tout en étant couplés à leurs premiers pignons P1, par exemple via des ouvertures définies dans des parois des premier BD1 et second BD2 boîtiers de direction. On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 1, que le véhicule VA peut également comprendre un dispositif d'aide à la 10 conduite DA propre à le conduire de façon autonome sans intervention d'un passager et à avertir ce dernier lorsqu'il doit reprendre son contrôle en agissant au moins sur le premier V1 ou second V2 volant. Dans ce cas, le véhicule VA est partiellement autonome et donc peut être contrôlé aussi bien par son conducteur que par le passager qui est assis à côté de ce dernier et 15 qui assure éventuellement sa formation. Lorsque le véhicule VA est partiellement autonome, sa boîte de vitesses BV est de type automatique (ou analogue) afin de pouvoir être contrôlée automatiquement par le calculateur de supervision CS, notamment en fonction de commandes déterminées par le dispositif d'aide à la conduite 20 DA. L'avertissement requérant la reprise du contrôle par l'un des premier et second passagers se fait de préférence au moyen d'un message sonore qui est diffusé par au moins un haut-parleur du véhicule VA, et qui peut être complété par un message textuel affiché sur au moins un écran du véhicule 25 VA en visibilité des premier et second passagers. Ainsi, en cas d'avertissement effectué par le dispositif d'aide à la conduite DA (pour demander à un passager de reprendre le contrôle du véhicule VA), le second passager peut prendre le contrôle du véhicule VA si le premier passager ne le fait pas, et inversement le premier passager peut 30 prendre le contrôle du véhicule VA si le second passager ne le fait pas. Dans l'exemple illustré non limitativement sur la figure 1, le dispositif d'aide à la conduite DA fait partie du calculateur de supervision CS. Mais cela n'est pas obligatoire. En effet, il pourrait être lui-même agencé sous la forme 3055292 10 d'un calculateur dédié comprenant un éventuel programme dédié et couplé au calculateur de supervision CS, ou bien faire partie d'un autre calculateur embarqué dans le véhicule VA. Par conséquent, un dispositif d'aide à la conduite DA peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou 5 informatiques (ou encore « software »)), ou bien de circuits électroniques (ou « hardware »), ou encore d'une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels. REVENDICATIONS1. Véhicule (VA) comprenant i) une traverse de planche de bord (TP), ii) un premier volant (V1) solidarisé à une première colonne de direction (CD1) couplée à un premier boîtier de direction (BD1) couplé à une barre de direction (BAD) couplée indirectement à des roues directrices, iii) un second volant (V2) solidarisé à une seconde colonne de direction (CD2) couplée à un second boîtier de direction (BD2), et iv) des moyens de couplage (MC) couplant entre eux indirectement lesdits premier (V1) et second (V2) volants de sorte qu'une action sur l'un d'entre eux induise exactement et simultanément la même action sur l'autre, caractérisé en ce que lesdits moyens de couplage (MC) comprennent une crémaillère de couplage (CC) montée en translation dans ladite traverse de planche de bord (TP) et comprenant des première (El ) et seconde (E2) extrémités munies de premiers crans (C1) engrenant des deuxièmes crans (C2) couplés en rotation auxdites première (CD1) et seconde (CD2) colonnes de direction via respectivement lesdits premier (BD1) et second (BD2) boîtiers de direction. 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un tube creux (TC) solidarisé fixement à ladite traverse de planche de bord (TP) et logeant en translation une partie centrale (PC) de ladite crémaillère de couplage (CC) située entre ses première (El) et seconde (E2) extrémités. 3. Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite partie centrale (PC) est cylindrique circulaire. 4. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de couplage (MC) comprennent des premier (A1) et second (A2) axes comprenant lesdits deuxièmes crans (C2) et des troisièmes crans (C3) couplés en rotation à des premiers pignons (P1) faisant partie respectivement desdits premier (BD1) et second (BD2) boîtiers de direction et participant à leur couplage en rotation respectivement auxdites première (CD1) et seconde (CD2) colonnes de direction. 5. Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits deuxièmes crans (C2) sont des dentures de pignon des extrémités desdits 3055292 12 premier (A1) et second (A2) axes. 6. Véhicule selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que lesdits troisièmes crans (C3) font partie de seconds pignons (P2) solidarisés fixement respectivement auxdits premier (A1) et second (A2) axes. 5 7. Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits seconds pignons (P2) sont logés respectivement dans lesdits premier (BD1) et second (BD2) boîtiers de direction. 8. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'aide à la conduite (DA) propre à le conduire de façon 10 autonome sans intervention d'un passager et à avertir ce dernier lorsqu'il doit reprendre son contrôle en agissant au moins sur le premier (V1) ou second (V2) volant. 9. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.