<Desc/Clms Page number 1>
VEHICULE ROUTIER ARTICULE
La présente invention est relative à un véhicule routier articulé comprenant : - un essieu avant conduit manuellement ou dirigé par un système de guidage automatique assujetti à une infrastructure ; - au moins un essieu médian guidé par un dispositif directionnel individuel embarqué, indépendant de l'infrastructure ; et
EMI1.1
v - un essieu arrière.
Elle concerne également un dispositif individuel embarqué apte à contrôler un essieu médian du véhicule précité généralement à conduite bimode et un procédé pour guider ledit véhicule routier articulé.
L'évolution des véhicules routiers articulés se caractérise notamment par trois tendances : - l'augmentation des capacités obtenue en rallongeant les véhicules et en multipliant le nombre de sections articulées entre elles ; - le rabaissement du plancher pour le moins dans les zones hors extrémités et donc au droit des articulations et essieux médians ; - la réduction des emprises au sol et donc des frais d'infrastructures en sites propres, par guidage de tous les essieux ou amélioration de leur comportement directionnel.
<Desc/Clms Page number 2>
Or, des véhicules routiers articulés plus longs déterminent en toute logique des emprises plus importantes en courbe.
Le guidage"tous essieux"est évidemment la solution garantissant la plus petite emprise, mais les planchers bas rendent très difficile l'installation de guidages aux essieux médians. Ces guidages peuvent plus aisément être prévus au premier essieu et éventuellement au dernier essieu. Il reste donc à contrôler directionnellement les essieux médians et éventuellement arrière, de façon à leur faire emprunter avec le plus de précision possible la trace de l'essieu avant guidé ou non.
Un véhicule articulé routier de conception classique comprend généralement au moins un essieu directeur arrière ou médian recevant une information directionnelle dite antérieure de l'articulation de caisse qui le précède.
Pour le contrôle directionnel de ce même type de véhicule articulé, le document EP-A-0015326 prévoit l'installation d'essieux médians directeurs recevant leur information directionnelle de l'articulation de caisse qui les suit, information dite postérieure.
Dans les deux cas, la relation entre l'angle de brisure d'une articulation et l'angle de braquage d'un essieu directeur peut être linéaire ou non.
Dans des véhicules de conception plus récente, utilisant des minicaisses biarticulées et portées par des essieux médians rigides non-
<Desc/Clms Page number 3>
directeurs, on connaît le pratique consistant à coordonner au moyen d'un dispositif individuel embarqué, l'articulation de chaaue minicaisse en fonction de l'orientation des caisses antérieure et postérieure qu'elle relie. Cette coordination s'opère en imposant à l'articulation comprise entre la caisse antérieure et la minicaisse un angle de brisure inférieur à celui de l'articulation comprise entre la minicaisse et la caisse postérieure, du moins en sorte de courbe aux fins d'éviter des balayages intempestifs des essieux médians.
Il en résulte que logiquement seule l'articulation postérieure peut être considérée comme telle et que l'articulation antérieure constitue en fait un élément directionnel de l'essieu rigide portant la minicaisse, considéré de prime abord non directeur.
Les dispositifs de contrôle directionnel individuel embarqué permettent de tracer des inscriptions en courbes dites stabilisées déterminant des emprises au sol réduites. Toutefois, plus un véhicule articulé est long, moins il a de chance, dans une courbe, de se stabiliser et de voir tous ses essieux converger vers un centre de rotation instantané unique.
Dans un virage à 180 , un véhicule à trois caisses ne peut atteindre une situation stabilisée, et il passe directement d'un comportement transitoire d'entrée en courbe à un comportement transitoire de sortie de courbe.
<Desc/Clms Page number 4>
On peut donc considérer qu'en courbes, toutes les emprises au sol sont déterminées par les comportements transitoires d'entrées et de sorties de courbe, et que seuls ces comportements sont pertinents.
De bons comportements en courbe stabilisée ne constituent donc en rien un critère de bon comportement dans la pratique si des dispositifs adéquats ne régissent pas les comportements transitoires.
Or, il se fait qu'aucun des dispositifs connus, ni aucune combinaison de ces dispositifs connus ne permet d'optimiser sensiblement ces comportements de manière à réduire tant les balayages internes que les balayages externes, et ce tant en entrée et sortie de courbe.
En effet, les critères de relation entre un angle de brisure d'une articulation et un angle de braquage d'un essieu en vue de réaliser une bonne optimisation par le biais d'une surimposition au sol des traces de chaque essieu, ne sont pas les mêmes en entrées et en sorties de courbes, de telle sorte que toute optimisation n'est jamais qu'un compromis.
La présente invention vise à remédier aux difficultés dues à la longueur du véhicule articulé et à son nombre de sections.
La solution consiste à guider les essieux extrêmes et à contrôler directionnellement les essieux médians.
<Desc/Clms Page number 5>
La présente demande propose des moyens de contrôle directionnels des essieux médians et arrière (en conduite manuelle) permettant d'approcher l'emprise monotrace désirée pour tous les essieux.
Ce but peut être atteint à l'aide d'un véhicule routier articulé du type décrit dans le préambule de la revendication 1 ci-annexée, lorsque l'essieu arrière est guidé par un système de guidage automatique assujetti à l'infrastructure, de manière à être guidé dans la trace de l'essieu avant.
Suivant une particularité de l'invention, le ou les dispositifs directeurs embarqués réalisent chacun l'intégration d'informations directrices munies de leur signe issues d'un essieu ou d'une articulation antérieure à l'essieu à diriger et de celles d'une articulation postérieure audit essieu médian à diriger.
On utilise pour diriger chaque essieu médian, tant des informations d'angles de braquage d'un essieu ou d'angles de brisure d'une articulation antérieure, que celles d'angles de brisure d'une articulation postérieure.
Ces informations étant décalées dans le temps, c'est-à-dire en fonction de l'avancement du véhicule, peuvent déterminer par leur intégration (addition algébrique) une évolution angulaire d'entrée en courbe différente de celle de sortie de courbe pour chaque essieu médian, et donc une meilleure optimisation des comportements.
<Desc/Clms Page number 6>
Ce sera particulièrement le cas si ces informations sont traitées par cames ou dispositif similaire aux fins d'en modifier les caractéristiques. L'une des deux peut rester linéaire, l'autre être"progressive"ou"dégressive", ou encore l'une peut être"progressive"et l'autre"dégressive"afin de mieux rencontrer les besoins d'informations tendant à rendre les essieux monotraces.
L'invention permet une optimisation plus poussée des balayages internes et externes, tant en entrée qu'en sortie de courbe, de véhicules articulés de type classique ou de type à minicaisse biarticulée, car elle adapte en permanence les informations directionnelles des essieux médians en fonction de l'évolution du véhicule articulé dans les différentes sections de courbes, à savoir, entrée, stabilisation (si elle est atteinte) et sortie.
Suivant un développement de l'invention, on annule ou on inverse, notamment en début d'entrée de courbe, les informations directionnelles antérieures et on n'utilise que les informations directionnelles postérieures pour éviter les balayages externes d'essieux médians.
De même, en continuation d'entrée en courbe et en début de sortie de courbe, on additionne les informations directionnelles antérieures et postérieures de même signe pour limiter les balayages internes d'essieu médians.
Finalement en fin de sortie de courbe, on annule ou inverse à nouveau les informations directionnelles antérieures et n'utilise que les informa-
<Desc/Clms Page number 7>
tions directionnelles postérieures, pour éviter les balayages externes d'essieux médians.
Des simulations de comportement montrent clairement les avantages de ce dispositif mécanique de commande directionnelle "intégrée" d'essieux médians.
D'autres particularités et détails de l'invention seront décrites dans la description suivante faisant référence aux dessins ci-annexés, qui illustrent une forme de réalisation particulière d'un véhicule routier articulé suivant l'invention.
Dans ces dessins : la figure 1 est une vue schématique en plan, d'un véhicule routier articulé suivant l'invention, composé de trois caisses reliées par deux articulations et porté par un essieu directeur avant, deux essieux directeurs médians et un essieu directeur arrière ; la figure 2 représente un véhicule articulé où seul l'essieu médian antérieur est pourvu d'un dispositif directeur intégré, et l'essieu médian postérieur est dirigé par information d'articulation antérieure ; la figure 3 représente un véhicule articulé ou seul l'essieu médian antérieur est pourvu d'un dispositif directeur intégré, et l'essieu médian postérieur est dirigé par une information d'articulation postérieure linéaire ;
<Desc/Clms Page number 8>
la figure 4 représente un véhicule articulé dans lequel l'information d'articulation postérieure est traitée par un dispositif de conversion angulaire ; la figure 5 montre un véhicule articulé comprenant trois caisses, deux minicaisses et quatre articulations, un essieu directionnel avant, deux essieux non directionnels médians et un essieu directionnel arrière ; la figure 6 est une variante du dispositif de commande directionnelle intégré d'un des essieux médians dans lequel le dispositif de conversion angulaire est remplacé par un bras inverseur.
Dans ces diverses figures, les mêmes signes de référence désignent des éléments identiques et/ou analogues.
Comme illustré dans la figure 1, une première forme de réalisation du dispositif de commande directionnelle suivant l'invention, est plus particulièrement destiné à équiper un véhicule routier articulé classique composé de trois caisses 1, 2 et 3, et de deux articulations 4 et 5, le véhicule comprenant un essieu directeur avant 6, deux essieux directeurs médians 7 et 8 et un essieu directeur arrière 9.
Ces essieux comportent chacun deux axes de fusée 10, un levier de direction simple 11, un levier de direction double 12, et une bielle de direction 13 régissant les relations angulaires entre roues gauche et droite.
<Desc/Clms Page number 9>
Un dispositif de commande directionnelle comprenant un boîtier 14, son levier 15, et une bielle de commande 16, commande le levier double 12 de l'essieu directeur avant 6.
Des dispositifs de guidage 17 d'essieux commmandent par bielles 18 les leviers simples 11 d'essieux directeurs avant 6 et arrière 9.
Un dispositif de commande directionnel de l'essieu directeur arrière 9, susceptible d'être relié ou non à un dispositif de guidage 17, comprend un point fixe 19 intégré à la caisse 2 commandant, en fonction des angles d'articulation 5 une bielle 20, un bras relais 21, et une bielle 22 commandant l'entrée d'un boîtier de conversion angulaire 23 dont la bielle de sortie 24 agit sur un levier double 12 de l'essieu directeur arrière 9.
Le boîtier de conversion angulaire 23 comporte un ensemble rigide levier d'entrée 25/came 26 monté à pivot 27 agissant sur un ensemble rigide à double levier 28 portant deux galets 29/levier de sortie 30 monté à pivot 31.
La bielle 24 est scindée en deux sections 32 et 33 reliées entre elles par un dispositif d'embrayage linéaire 34 déterminant une longueur de bielle nominale fixe en position embrayée ou variable en position débrayée.
Toutes les bielles sont montées à rotules.
Jusqu'à ce point il est donc fait usage de composants directeurs connus organisés dans des
<Desc/Clms Page number 10>
dispositifs directeurs connus ne faisant l'objet d'aucune revendication dans ce brevet. Ces composants directeurs connus sont combinés à des composants directeurs de conception nouvelle, organisés dans des dispositifs directeurs nouveaux, pour diriger les essieux directeurs médians de véhicules articulés.
L'essieu directeur médian 7 monté sur la caisse 1 reçoit une double information directionnelle, l'une antérieure, qui est fonction de l'angularité directionnelle à l'essieu avant 6, l'autre postérieure, qui est fonction de l'angle de brisure de l'articulation 4. Ces informations sont intégrées, c'est-à-dire additionnées algébriquement au sein d'un levier intégrateur flottant 51 à trois articulations 52,53 et 54, dont l'une 52 reçoit l'information directionnelle de l'essieu avant 6, une autre 53 reçoit celle de l'articulation 4 et la dernière 54 transmet cette information intégrée à l'essieu directeur médian 7.
L'information d'essieu avant 6 est issue de l'angle de braquage de son levier double 12 commandant par une bielle 55, un bras d'inverseur 56 et une bielle 57, l'entrée d'un boîtier de conversion angulaire 23 préutilisé, dont la commande de sortie agit sur la bielle 58 agissant elle-même sur un dispositif pendulaire 59 actionnant le pivot 52 du levier intégrateur flottant 51.
Le dispositif pendulaire 59 est constitué de deux leviers pendulaires 60 et 61 oscillant longitudinalement sur pivots 62, reliés entre eux par bielle 63, l'un 61 étant commandé par la bielle 58,
<Desc/Clms Page number 11>
l'autre 60 constituant pivot du levier intégrateur flottant 51. Ce dispositif est conçu pour franchir l'essieu dans un passage de roues dans les véhicules à plancher surbaissé.
L'information directionnelle d'articulation 4 est issue d'un point fixe 64 intégré à la caisse 2 commandant en fonction des angles d'articulation 4 une bielle 65 commandant le point d'articulation 53 du levier intégrateur flottant 51.
L'information intégrée est transmise au départ de l'articulation 54 du levier intégrateur flottant 51 par une bielle 66 au levier double 12 de l'essieu directeur médian 7.
L'essieu directeur 8 monté sur la caisse 2 reçoit également une double information directionnelle, l'une, antérieure, gui est fonction de l'angularité directionnelle de l'articulation 4, l'autre, postérieure, qui est fonction de l'angularité directionnelle de l'articulation 5. Ces informations sont intégrées de la même façon que pour l'essieu directeur médian 7 par un levier intégrateur flottant 51.
L'information directionnelle antérieure est issue d'un point fixe 67 intégré à la caisse 1 et transmise par une bielle 68, un bras relais 69, et une bielle 70 au boîtier de conversion angulaire 23 qui, comme tous les autres composants suivants de la chaîne cinématique, sont les mêmes que ceux régissant la directionnalité de l'essieu 7.
Seules les formes de cames 26 peuvent être différentes d'un convertisseur angulaire 23 à
<Desc/Clms Page number 12>
l'autre, aux fins d'optimiser les comportements géométriques en courbes. Elles peuvent être telles qu'elles maintiennent le sens de translation longitudinal des bielles d'entrée et de sortie égaux ou qu'elles les inversent, de manière à déterminer le signe de l'information.
L'importance relative des informations antérieures et postérieures peut également être ajustée au sein du levier intégrateur flottant 51 aux fins d'optimiser les comportement géométriques en courbes.
Variantes :
En variante, le dispositif directionnel intégré tel que décrit ci-dessus et illustré à la figure 1 peut n'être prévu que pour diriger un des essieux directeurs médians, l'autre l'étant par des dispositifs connus. A titre d'exemples :
La figure 2 illustre un véhicule routier articulé où seul l'essieu médian antérieur 7 est pourvu d'un dispositif directeur intégré, alors que l'essieu médian postérieur 8 est dirigé par information d'articulation antérieure 4 tout comme l'essieu directeur arrière 9.
La figure 3 représente un véhicule routier articulé où seul l'essieu médian antérieur 7 est pourvu d'un dispositif directeur intégré. L'essieu médian postérieur 8 est dirigé par une information d'articulation postérieure linéaire 5.
La figure 4 représente un véhicule routier articulé dans lequel l'information d'articulation
<Desc/Clms Page number 13>
postérieure 5 est traitée par un dispositif de conversion angulaire 23.
Une seconde forme de réalisation du dispositif directeur individuel dans. un véhicule articulé moins classique à trois caisses 1, 2 et 3, deux minicaisses 81 et 82 et donc quatre articulations 4,5, 84 et 85, sont installés un essieu directeur avant 6, deux essieux non directeurs médians 86 et 87 et un essieu directeur arrière 9.
Les essieux directeurs 6 et 9 d'extrémité comportent chacun deux axes de fusée 10, un levier de direction simple 11, un levier de direction double 12, et une bielle de direction 13 régissant les relations angulaires entre roues gauche et droite.
Un dispositif classique de direction comprenant un boîtier 14, son levier 15, et une bielle de commande 16, commandant le levier double 12 de l'essieu directeur avant 6.
Des dispositifs de guidage 17 d'essieux commandent par bielle 18 les leviers simples 11 d'essieux directeurs avant 6 et arrière 9.
Un dispositif de commande directionnelle de l'essieu directeur arrière 9, utilisé lorsque son guidage 17 n'est pas en service, comprend un point fixe 19 intégré à la minicaisse 82, commandant en fonction des angles de brisure de l'articulation 5 une bielle 20, un bras relais 21, et une bielle d'entrée 22 commandant l'entrée d'un boîtier de conversion angulaire 23, dont la bielle de sortie 24 agit sur un levier double 12 de l'essieu directeur
<Desc/Clms Page number 14>
arrière 9.
La bielle 24 est scindée en deux sections 32 et 33 reliées entre elles par un dispositif d'embrayage linéaire 34 déterminant une longueur de bielle nominale fixe en position embrayée ou variable en position débrayée.
Dans ce véhicule articulé moins classique, il est donc fait usage de composants directeurs connus organisés dans des dispositifs directeurs connus ne faisant l'objet d'aucune revendication dans ce brevet. La suite de la description explicite comment ces composants directeurs connus sont combinés à de nouveaux composants directeurs, organisés dans des dispositifs directeurs nouveaux pour diriger les essieux non directeurs médians de véhicules articulés en dirigeant la minicaisse qu'ils portent par rapport aux caisses qui leurs sont antérieures.
L'essieu non directeur médian 86 monté sur la minicaisse 84 est orienté directionnellement par rapport à la caisse 1 par rotation d'articulation 84 qui reçoit une double information, l'une, antérieure, qui est fonction de l'angle de braquage de l'essieu avant 6, l'autre, postérieure, qui est fonction de l'angle de brisure de l'articulation 4.
Ces informations sont intégrées, c'est-à-dire additionnées algébriquement, au sein d'un levier intégrateur 90 oscillant horizontalement, librement et concentriquement à l'articulation 84 en son pivot 91, qui reçoit l'information directrice d'essieu avant 6 en son pivot 92, et celle d'articulation 4 en son pivot 93.
<Desc/Clms Page number 15>
L'information intégrée détermine donc l'angularité d'articulation 84 et celle, directrice, de l'essieu médian 86 par rapport à la caisse 1.
L'information d'essieu directeur avant 6 est issue de l'angle de braquage de son levier double 12 commandant par une première bielle 55, un bras relais 56, et une seconde bielle 57, l'entrée du boîtier de conversion angulaire 23 préutilisé, dont la commande de sortie agit sur une troisième bielle 58, agissant sur le levier intégrateur 90.
L'information directrice d'articulation 4 est issue d'un point fixe 64 intégré à la caisse 2 commandant en fonction de l'angle de brisure de l'articulation 4 une quatrième bielle 94 commandant le pivot 93 du levier intégrateur 90.
L'essieu non directeur médian 87 monté sous la minicaisse 82, reçoit également une double information directrice, l'une, antérieure, qui est fonction de l'angle de brisure de l'articulation 4, l'autre, postérieure, qui est fonction de l'angle de brisure de l'articulation 5.
Ces informations sont intégrées de même façon que pour l'essieu non directeur médian 86 par un levier intégrateur 90.
L'information directrice antérieure est issue d'un point fixe 64 intégré à la minicaisse 81 et transmise par une cinquième bielle 68, un bras inverseur 95, et une sixième bielle 70, au boîtier de conversion angulaire 23 qui, comme les autres composants suivants de la chaîne cinématique, sont
<Desc/Clms Page number 16>
les mêmes que ceux régissant la directionalité de l'essieu 86.
Seules les formes des cames peuvent être différentes d'un convertisseur angulaire 23 à l'autre, aux fins d'optimiser les comportements géométriques en courbes. L'importance relative des informations antérieures et postérieures peut également être ajustée au sein du levier intégrateur 90 aux fins d'optimiser les comportements géométriques en courbes.
En variante (figure 6), le dispositif directeur intégré d'un des essieux médians tel que décrit ci-dessus, peut ne pas inclure un dispositif de conversion angulaire 23 mais plutôt un bras inverseur 95.
Il peut également inclure un dispositif de conversion angulaire 23 et deux bielles 57 et 58 remplaçant la quatrième bielle 94 dans le dispositif de commande intégré d'un des essieux médians 86,87.