Brevet FR3093986A1 — publié le 20200925

Description Titre de l'invention : DISPOSITIF DE CONTRÔLE DE DIRECTION À VOLANT POUR UN VÉHICULE TERRESTRE PENDULAIRE ET ÉTROIT Domaine technique de l'invention 100011 L'invention concerne les véhicules terrestres pendulaires et étroits, et plus pré- cisément les dispositifs de contrôle de direction qui sont destinés à équiper de tels véhicules. Etat de la technique [0002] Dans ce qui suit, on entend par « véhicule terrestre pendulaire et étroit » un véhicule pouvant circuler sur le sol grâce à des roues avant droite et gauche et au moins une roue arrière faisant respectivement partie de trains avant et arrière et qui s'incline dans le sens du virage afin de contrer la force centrifuge exercée dans ce virage. [0003] Actuellement, les dispositifs de contrôle de direction des véhicules terrestres pen- dulaires et étroits comprennent un guidon entraînable en rotation par le conducteur et généralement couplé à un palonnier auquel sont également couplées des premières rotules droite et gauche, également couplées respectivement à des biellettes droite et gauche qui sont aussi couplées respectivement à des secondes rotules droite et gauche, elles-mêmes couplées respectivement aux pivots de roues avant droite et gauche. [0004] Le fait que la direction doive être contrôlée par un guidon peut s'avérer être un frein à l'utilisation des véhicules terrestres pendulaires et étroits, car cela perturbe les habitudes des automobilistes qui n'ont jamais conduit de motocyclette. [0005] On pourrait remplacer le guidon par un volant et utiliser une crémaillère de direction classique contrôlée en fonction de l'angle de rotation du volant, comme c'est le cas dans un véhicule terrestre non étroit, comme par exemple un véhicule automobile. Mais les crémaillères actuelles sont beaucoup trop larges pour permettre leur utilisation dans un véhicule terrestre étroit. Par ailleurs, l'utilisation d'un volant sur un véhicule pendulaire n'est pas intuitive. En effet, l'effet de contrebraquage petmettant au véhicule dc s'incliner dans le sens du virage n'est pas naturel, et il faut inverser le sens de l'effort entre celui appliqué sur le volant et celui appliqué sur les roues. Une méthode avantageuse pour réaliser cette inversion consiste à utiliser un système de type « hy-wirc ». [0006] L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. Présentation de l'invention [0007] Elle propose notamment à cet effet un dispositif de contrôle de direction, destiné à équiper un véhicule terrestre pendulaire et étroit comprenant des roues avant droite et 2 gauche, et comprenant un palonnier entraînable en rotation et comportant une extrémité inférieure à laquelle sont couplées des premières rotules droite et gauche, des secondes rotules droite et gauche destinées à être couplées respectivement aux roues avant droite et gauche, et des biellettes droite et gauche couplées respectivement aux première et seconde rotules droite et aux première et seconde rotules gauche. [0008] Ce dispositif de contrôle de direction se caractérise par le fait qu'il comprend aussi : [0009] - un volant entraînable en rotation par un conducteur du véhicule, [0010] - au moins un moteur électrique entraînant en rotation une extrémité supérieure du palonnier en fonction d'une instruction de rotation du volant, et [0011] - une interface générant cette instruction de rotation en fonction d'un angle de rotation en cours du volant par rapport à une référence ainsi qu'au moins d'une vitesse en cours du véhicule. [0012] Ainsi, le dispositif de contrôle de direction comprend désormais un volant mais pas de crémaillère de direction du fait qu'il est de type dit « par câble » (ou en anglais « by wirc »), c'est-à-dire dépourvu de liaison mécanique entre l'axe du volant et le palonnier. [0013] Le dispositif de contrôle de direction selon l'invention peut comporter d'autres carac- téristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : [0014] - dans un premier mode de réalisation son moteur électrique peut entraîner en rotation directement l'extrémité supérieure du palonnier ; [0015] - dans un deuxième mode de réalisation son moteur électrique peut entraîner en rotation une courroie qui est couplée en rotation à l'extrémité supérieure du palonnier ; [0016] - dans un troisième mode de réalisation il peut comprendre un réducteur couplé au moteur électrique et à l'extrémité supérieure du palonnier et assurant une démultiplication de chaque rotation produite par le moteur électrique en fonction de l'instruction de rotation. [0017] L'invention propose également un véhicule terrestre pendulaire et étroit comprenant, d'une part, une structure à laquelle sont solidarisés au moins un siège avant destiné à accueillir au moins un conducteur, des roues avant droite et gauche et au moins une roue arrière, et, d'autre part, un dispositif de contrôle de direction du type de celui présenté ci-avant et couplé à la structure et aux roues avant droite et gauche. [0018] Par exemple, ce véhicule peut comprendre deux roues avant droite et gauche et une roue arrière, ou bien deux roues avant droite et gauche et deux roues arrière. [0019] Egalement par exemple, le siège avant peut être destiné à accueillir un unique passager avant chargé de conduire le véhicule. [0020] Egalement par exemple, ce véhicule peut aussi comprendre un siège arrière solidarisé à sa structure et destiné à accueillir au moins un passager arrière. [0021] Brève description de la figure 3 100221 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé, sur lequel : [0023] [fig.1] illustre schématiquement une petite partie d'un véhicule terrestre pendulaire et étroit équipé d'un exemple de réalisation d'un dispositif de contrôle de direction selon l' invention. Description détaillée de l'invention [0024] L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de contrôle de direction DC destiné à équiper un véhicule terrestre pendulaire et étroit V comprenant des roues avant droite RVD et gauche RVG et au moins une roue arrière, afin qu'il (V) puisse être conduit par un conducteur au moyen d'un volant VD. [0025] 11 est ici rappelé que l'on entend par « véhicule terrestre pendulaire et étroit » un véhicule pouvant circuler sur le sol grâce à des roues avant droite et gauche et au moins une roue arrière faisant respectivement partie de trains avant et arrière et qui s'incline dans le sens du virage. [0026] On considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule terrestre pendulaire et étroit V est une mini-voiture à trois ou quatre roues. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule terrestre pendulaire et étroit. Elle concerne en effet tout type de véhicule terrestre pendulaire et étroit disposant d'au moins une machine motrice (thermique ou électrique) lui permettant de se déplacer, et comprenant un train avant comportant une roue avant droite et une roue avant gauche, et un train arrière comportant au moins une roue arrière. Par conséquent, il pourra aussi s'agir d'une motocyclette à trois roues constituant un tricycle (comme par exemple un scooter à trois roues), ou d'une motocyclette à quatre roues constituant un quadricycle, ou encore de tout autre véhicule terrestre pendulaire et étroit à quatre roues. Lorsque le train arrière comprend deux roues arrière, ces dernières peuvent être voisines (en position centrale) ou distantes (droite et gauche). [0027] De plus, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule terrestre pendulaire et étroit V comporte un groupe motopropulscur (ou GMP) ne comprenant qu'une machine motrice thermique lui permettant de se déplacer. Mais un véhicule terrestre pendulaire et étroit V, selon l'invention, peut comprendre un GMP comportant une machine motrice électrique ou bien une machine motrice électrique et un moteur thermique utilisés séparément ou simultanément pour assurer ses déplacements. Dans cette dernière variante, le GMP du véhicule terrestre pendulaire et étroit V est donc hybride. [0028] On a schématiquement représenté sur la figure 1 une petite partie d'un véhicule (terrestre pendulaire et étroit) V équipé d'un exemple de réalisation d'un dispositif de contrôle de direction DC selon l'invention. [0029] Bien que cela n'apparaisse pas sur la figure 1, le véhicule (terrestre pendulaire et étroit) V comprend une structure à laquelle sont solidarisés au moins un siège avant destiné à accueillir au moins un conducteur, un train avant TV (dont font partie les roues avant droite RVD et gauche RVG), un train arrière (dont fait partie chaque roue arrière), le GMP, et une partie du dispositif de contrôle de direction DC (qui est également couplé aux roues avant droite RVD et gauche RVG). On notera que le siège avant peut éventuellement faire partie d'une selle. On notera également que le véhicule V peut aussi comprendre, éventuellement, un siège arrière solidarisé à sa structure et destiné à accueillir au moins un passager arrière. [0030] Comme illustré, un dispositif de direction DC, selon l'invention, comprend au moins un palonnier PD, des premières rotules droite RID et gauche R1G, des secondes rotules droite R2D et gauche R2G, un volant VD, au moins un moteur électrique ME, et une interface ID. [0031] Le palonnier PD est entraînable en rotation et comprend des extrémités inférieure EI et supérieure ES opposées entre elles. [0032] Les premières rotules droite RlD et gauche R1G sont couplées à l'extrémité in- férieure ET du palonnier PD. [0033] Les secondes rotules droite R2D et gauche R2G sont destinées à être couplées res- pectivement aux roues avant droite RVD et gauche RVG (et plus précisément à leurs pivots). [0034] La biellette droite BD comprend deux extrémités opposées qui sont respectivement couplées aux première R1D et seconde R2D rotules droite. La biellette gauche BU comprend deux extrémités opposées qui sont respectivement couplées aux première R1G et seconde R20 rotules gauche. [0035] Le volant VD est entraînable en rotation par un conducteur du véhicule (assis sur le siège avant). [0036] Le (chaque) moteur électrique ME est agencé de manière à entraîner en rotation (directement ou indirectement) l'extrémité supérieure ES du palonnier PD en fonction d'une instruction de rotation fournie par l'interface ID. [0037] L'interface ID est agencée de manière à générer l'instruction de rotation en fonction d'un angle de rotation en cours du volant VD par rapport à une référence (définissant un « zéro angulaire »), ainsi qu'au moins de la vitesse en cours du véhicule V. D'autres paramètres du véhicule V peuvent être aussi, éventuellement, pris en compte, en complément, pour déterminer l'instruction de rotation. [0038] Le dispositif de contrôle de direction DC comprend donc désormais un volant VD mais pas de crémaillère de direction du fait qu'il est de type dit par câble (ou by wire), c'est-à-dire dépourvu de liaison mécanique entre l'axe du volant VD et le palonnier PD. Par conséquent, le véhicule V est utilisable sans temps d'adaptation par tous les conducteurs de véhicule terrestre, y compris ceux qui n'ont jamais conduit de motocyclette. [0039] On notera que dans l'exemple illustré non limitativement sur la figure 1, le dispositif de contrôle de direction DC ne comprend qu'un seul moteur électrique ME. Mais il pourrait en comporter plusieurs (au moins deux) pour offrir de la redondance en vue d'une sécurité accrue de la conduite du véhicule V. [0040] On notera également, comme évoqué plus haut, que le couplage entre le (chaque) moteur électrique ME et le palonnier PD peut être direct ou indirect. [0041] Ainsi, et comme illustré non limitativement sur la figure 1, le (chaque) moteur électrique ME peut entraîner en rotation directement l'extrémité supérieure ES du palonnier PD. Dans cc cas, le moteur électrique ME comprend un axe AX qu'il entraîne en rotation sur un angle qui est fonction de l'instruction de rotation déterminée par l'interface ID en fonction de l'angle de rotation en cours du volant VD par rapport à la référence et d'au moins la vitesse en cours du véhicule V. [0042] Dans le cas « indirect », le (chaque) moteur électrique ME peut, par exemple, entraîner en rotation une courroie qui est couplée en rotation à l'extrémité supérieure ES du palonnier PD. Dans ce cas, le moteur électrique ME comprend, par exemple, un axe AX muni de dents qui engrènent des dents internes de la courroie qui engrènent également des dents que comprend la périphérie de l'extrémité supérieure ES du palonnier PD. Cet axe AX est alors entraîné en rotation par son moteur électrique ME sur un angle qui est fonction de l'instruction de rotation déterminée par l'interface ID en fonction de l'angle de rotation en cours du volant VD pai- rapport à la référence et d'au moins la vitesse en cours du véhicule V. [0043] Egalement dans le cas « indirect », le dispositif de contrôle de direction DC peut aussi comprendre un réducteur couplé au moteur électrique ME (et plus précisément à son axe rotatif) et à l'extrémité supérieure ES du palonnier PD. Ce réducteur est agencé de manière à assurer une démultiplication de chaque rotation produite par le moteur électrique ME en fonction de l'instruction de rotation déterminée par l'interface ID en fonction de l'angle de rotation en cours du volant VD par rapport à la référence et d'au moins la vitesse en cours du véhicule V. On peut ainsi assister le contrôle de la direction du véhicule V. [0044] On notera que l'angle de rotation en cours du volant VD par rapport à la référence peut, par exemple, être fourni par un capteur CP (éventuellement sous la forme (l'une valeur (analogique ou numérique) qui le représente). Selon sa technologie ce capteur CP peut être couplé au volant VD ou à son axe, ou bien solidarisé fixement en partie au volant VD ou à son axe et en partie à un élément fixe du véhicule V situé à proximité immédiate du volant VD ou de son axe. Il peut être de type mécanique ou optique. 6 [0045] On notera également que l'interface ID peut, par exemple, comprendre un micro- processeur ou un calculateur recevant en entrée la valeur représentative de l'angle de rotation en cours du volant VD et délivrant sur une sortie une instruction de rotation (analogique ou numérique) correspondante. 7