FR2604680A1 - Vehicule automobile avec direction de roues avant et direction de roues arriere, notamment une direction des quatre roues - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN VEHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT UNE DIRECTION DE ROUES AVANT ET UNE DIRECTION DE ROUES ARRIERE, NOTAMMENT UNE DIRECTION DES QUATRE ROUES. LES ROUES ARRIERE 3, 4 SONT COMMANDEES DANS LE MEME SENS QUE LES ROUES AVANT 1, 2 MAIS CEPENDANT AVEC UN ANGLE DE BRAQUAGE PLUS PETIT; LE MOUVEMENT DE DIRECTION DES ROUES ARRIERE SUIT ALORS LE MOUVEMENT DE DIRECTION DES ROUES AVANT AVEC UN TEMPS MORT VARIABLE, QUI DIMINUE A MESURE QUE LA VITESSE DE BRAQUAGE DES ROUES AVANT AUGMENTE; EN OUTRE, LA VITESSE DE BRAQUAGE DES ROUES ARRIERE 3, 4 AUGMENTE LORSQUE LA VITESSE DE BRAQUAGE DES ROUES AVANT AUGMENTE.
Description
La présente invention concerne un véhi-
cule automobile avec direction de roues avant et direc-
tion de roues arrière, notamment une direction des quatre roues, qui permet de commander les roues avant et les roues arrière avec un braquage dans le même sens, mais cependant réduit pour les roues arrière par comparaison aux roues avant, la vitesse de braquage des roues arrière augmentant lors d'une croissance de la vitesse de braquage
des roues avant.
Dans la demande de brevet allemand no 31 24 821 est décrite une voiture de tourisme comportant une direction de ce genre. La direction additionnelle des roues arrière sert, notamment pour desvitesses élevées en
courbes et sans rotation correspondante du véhicule au-
tour de son axe vertical, à obtenir un plus grand angle de marche en oblique des roues arrière. A des vitesses élevées de marche, notamment la ligne d'intersection entre le plan de rouset le plan de la route dans la zone de la surface d'appui de la roue correspondante n'est, également dans le cas d'une géométrie idéale de la direction du véhicule, pas exactement tangent aucentre de la courbe car il se produit un patinage plus ou
moins grand dans la direction transversale duvéhicule.
Du fait de ce patinage, la ligne d'intersection précitée fait au contraire un certain angle avec une tangente, passant par la surface d'appui de roue, au centre de
la courbe respectivement négociée, la ligne d'intersec-
tion coupant la.tangente vers le côté intérieur de la courbe dans le sens de marche. Cet angle, appelé l'angle de marche en oblique, se produit, à des vitesses élevées de marche, pour des roues arrière non-dirigées par le fait que le véhicule dérive légèrement et tourne ainsi faiblement autour de son axe vertical, par exemple à cause d'un déport de l'arrière du véhicule légèrement vers le côté extérieur de la courbe. Dans le cas du véhicule décrit dans la demande de brevet allemand n 31 24 821, l'angle de marche en oblique irposé
aux roues arrière est établi par la direction addition-
nelle des roues arrière, c'est-à-dire que l'angle de marche en oblique des roues arrière peut ainsi être
réglé dans ce cas sans rotation additionnelle du vé-
hicule autour de son axe vertical.
Pour permettre une adaptation de la di-
rection des roues arrière aux conditions existantes de marche, il est prévu, conformément à la demande de brevet allemand n 31 24 821, d'établir entre l'angle de braquage des roues avant et l'angle de braquage des roues arrière un rapport de proportionnalité fonction de la vitesse de marche. La commande des roues arrière est ainsi effectuée en même temps que la commande des
roues avant et simplement le rapport des angles de bra-
quage varie en fonction de la vitesse.
Dans le véhicule expérimental CUE-X de la Société NISSAN, il est prévu de braquer les roues arrière
en fonction de l'accélération transversale du véhicule.
Aussi bien dans le cas de la commande décrite dans lademande de brevet allemand n 31 24 821 que dans le cas du véhicule expérimental CUE-X de la Société NISSAN, la commande des roues arrière exerce
évidemment un effet d'opposition à la tendancede l'ar-
rière duvéhicule à se déporter vers l'extérieur dans des courbes franchies rapidement. Cependant, on continue à ne pas tenir compte que cet effet n'est pas souhaitable dans toutes les circonstances. Au contraire, la direction des roues arrière offre un avantage seulement dans le
cas d'un changement brutal de trajectoire en marche ra-
pide ou bien sur ce qu'on appelle des voies en éventail, car, surtout pour un conducteur non expérimenté, le contrôle du véhicule en est facilité. Par contre, dans le cas d'une marche en courbe uniforme, c'est- à-dire lorsqu'une decourbe-assez longue et présentant un rayon sensiblement constant est négociée, la commande additionnelle des
roues arrière n'apporte aucun effet suppl&mentaire de sé-
curité. Au contraire, la direction d'ensemble du véhi-
cule est seulement indirecte car, sous l'effet du bra- quage des roues arrière dans le même sens que les roues avant, le rayon correspondant de la courbe est augmenté par comparaison à un véhicule dont les roues avant sont braquées du même angle,et dont les roues arrière restent
cependant dans la position de ligne droite.
Dans le cas de véhiculesspéciaux pour charges lourdes, par exemple des véhicules utilisés pour le transport de grosses fusées, de coques de navires ou
analogues, il est classique d'utiliser ce qu'on appelle.
une direction toutes-roues, dans laquelle les roues avant et les roues arrière sont respectivement braquées dans des sens de rotation mutuellement opposés. En conséquence, la maniabilité du véhicule est augmentée, c'est-à-dire que le véhicule présente, par comparaison à sa grosseur,
un diamètre minimal decercle de braquage qui est extrê-
mement faible. Des directions correspondantes ont été également conçues déjà pour des véhicules à quatre roues
et, par exehple, elles ont été réalisées en série dans le cas de véhi-
cules pour travaux de construction, notanment sous la forme de cequ'on appelle des véhicules articulés, dans lesquels la moitié avant du véhicule, reliée de façon fixe à l'essieu avant, et la moitié arrière du véhicule, reliée de façon fixe à l'essieu arrière, sont reliées entre elles au moyen d'une articulation dont l'axe est
parallèle à l'axe vertical du véhicule.
Dans la demande de brevet allemand n 06 048, il est décrit un véhicule à quatre roues, notamment une voiture de tourisme, comportant une direction des quatre roues, dans laquelle les roues arrière sont braquées, dans le cas d'une marche très lente, en sens inverse des roues avant,et, dans le cas d'une marche rapide, dans le même sens que les roues avant. Ainsi, à une vitesse de marche élevée, la tenue de route du véhicule est améliorée alors que, à une vitesse de marche peu élevée, comme cela se produit notamment lors de manoeuvres de stationnement, on a tendance à
obtenir un très faible rayon de braquage.
En ce qui concerne la commande des roues arrière à une vitesse de marche élevée, il n'est donné par ailleurs dans la demande de brevet allemand n 06 048 aucune indication précise,de sorte qu'à cet égard, il faut s'attendre aux mêmes difficultés que celles rencontrées avec une direction de quatre roues correspondant à la demande de brevet allemand n 34 24 821 ou bien avec le véhicule expérimental CUE-X
de la Société NISSAN.
En ce qui concerne la commande de direc-
tion des roues avant et des roues arrière en sens opposés en marche lente, il est prévu, dans la demande de brevet allemand n 35 06 048 que le braquage correspondant des roues arrière - identique et en sens opposé du braquage des roues avant - soit réduit graduellement
en correspondance à 'la distance parcourue par le vé-
hicule. En conséquence, la conduite du véhicule entre des obstacles doit être facilitée. Lorsque notamment les roues arrière sont braquées dans un sens opposé à
celui des roues avant, l'arrière du véhicule se dépla-
çant en marche avant est déporté vers le côté extérieur de la courbe par comparaison à un véhicule dont les roues arrière sont maintenues enligne droite. Cela peut conduire à des difficultés notamment lorsque le véhicule doit être sorti d'emplacements de stationnement, ou bien
doit passer entre des poteaux étroitement adjacents.
L'invention a maintenant pour but de réa-
liser un véhicule automobile comportant une direction
de roues avant et une direction de roues arrière, no-
tamment une direction de quatre roues, dans lequel la direction des rouesarrière est actionnée seulement dans des situations particulières de marche,et produit un braquage des roues arrière dans la même direction que les roues avant, demanière à pouvoir mieux contrôler le véhicule du fait de l'augmentation résultante de l'angle
de marche en oblique des roues arrière.
Ce problème est résolu dans lecas d'un véhicule automobile du type défini ci-dessus, grâce au fait
le mouvement de braquage des roues arrière suit le mou-
vement de braquage des roues avant avec un temps mort variable, qui décroît à mesure que lavitesse de braquage des roues avant croit, et que le braquage des roues
arrière est influencé - directement ou indirectement -
par l'accélération transversale du véhicule.
L'invention est basée sur le principe général que pratiquement seulement dans des situations critiques de marche, notamment lorsque, dans le cas d'une vitesse élevée de marche et à cause d'un obstacle apparaissant brusquement, la trajectoire du véhicule est modifiée dans le sens d'une manoeuvre en éventail, ou bien lorsque pendant lanégociation d'une courbe une
correction de direction doit être effectuée, il se pro-
duit une grande vitesse de braquage de la direction du véhicule, c'est-àdire que seulement dans de telles situations critiques de marche, le volant est déplacé relativement fortement. Cependant, la vitesse de braquage, ou la vitesse avec laquelle le volant est actionné, fournit une indication sur une manoeuvre de oonduite dans des situations critiques. Grace au temps mort prévu conformément à l'invention, la réaction du véhicule à
des mouvements du volant est laissée initialement inva-
riante, c'est-à-dire que, dans le cas de corrections de direction qui n'ont qu'une courte durée, le conducteur peut compter sur lefait que le véhicule réagira au mouvement de braquage du volant de lamême manière qu'un véhicule sans direction de roues arrière. C'est seulement
dans le cas de très grands mouvements dedirection effec-
tués à grande vitesse que la direction des roues arrière entre en action et s'oppose à un déport de l'arrière du véhicule vers le côté extérieur de la courbe. On parvient ains sismultanément à faire en sorte que le véhicule ait, en cas de panne ou d'arrêt de la direction des roues arrière dans la position de ligne droite, un comportement de direction analogue dans une très large mesure à ce qui se produirait
avec une direction des roues arrière.
Conformément à l'invention, la direction des roues arrière n'est ainsi actionnée enpratique que dans des conditions instables de marche,dans lesquelles la direction additionnelle des roues arrière apporte
des avantages importants.
Pour éviter que la direction des roues arrière puisse également intervenir en marche lente, il est avantageusement prévu que le temps mort augmente lorsque la vitesse de marche décroit,et que la vitesse de braquage des roues arrière diminue lorsque la vitesse
de marche décroit. On évite ainsi notamment que la di-
rection des roues arrière n'entre en action lors de ma-
noeuvres de stationnement avec des mouvements rapides du volant, et ne donne lieu à une direction de véhicule
indésirablement indirecte.
Pour simplifier la construction et la commande, on peut faireen sorte que l'angle maximal de braquage des roues arrière soit constant indépendamment
des paramètres concernés.
En principe, il est cependant également possible de concevoir une direction de roues arrière ayant un angle de braquage maximal variable, qui augmente par exemple lors del'augmentation de la vitesse de
braquage des roues avant.
En outre, le temps mort ainsi que la vitesse de,braquage des roues arrière peuvent également être également fonction de la condition d'adhérence entre les roues et la route ou bien dumoment de direction correspondant, qui doit être exercé pour l'actionnement de la direction du véhicule. En outre, il est également possible en principe de commander le temps mort ainsi que la vitesse de braquage des roues arrière en fonction
de l'accélération transversale du véhicule.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence,dans la suite de la
description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en
référence au dessin annexé dans lequel:
la Figure 1 est une vue en plan du sys-
tème de conduite d'un véhicule automobile avec direction des quatre roues lors de la négociation d'une courbe, et la.Figure 2 représente un diagramme qui donne lebraquage des roues arrière en fonction du temps
avec différentes conditions de marche.
Conformément à la Figure 1, le véhicule comporte une direction, classique dans son principe, des roues avant 1 et 2. En outre,il est prévu une direction, commandée par ordinateur, des roues arrière 3 et 4 qui, dans le cas d'un mouvement très brutal du volant 5, c'est-à-dire dans le cas d'une grande vitesse de braquage des roues avant 1, 2, sont braqués dans le même sens que les roues avant 1 et 2, mais cependant avec un angle de braquage sensiblement
plus petit.
Sur la Figure 2 est représenté graphique-
ment le braquage HA des roues arrière en fonction du temps t. Sur ce diagramme, la courbe K1 se rapporte à une condition de marche avec très grande vitesse de braquage des roues avant 1 et 2 tandis que les courbes ! K2 et K3 correspondant à des conditions obtenues dans le cas d'une réduction progressive de la vitesse de braquage des roues avant. La direction des roues arrière entre en action en correspondance, respectivement après un temps mort T1, T2 ou T3, ce temps mort diminuant au fur età
mesure que la vitesse de braquage des roues avant aug-
mente.
Une relation correspondante est applica-
ble également aux temps de braquage El, E2 ou E3, qui doivent s'écouler jusqu'à cequerespectivement l'angle
maximal de braquage des roues arrière puisse être atteint.
De la rêm façon, les temps de braquage E1 à E3diminuent au fur et à
mesure que la vitesse de braquage des roues avant augmente.
En outre, il est avantageusement prévuque les temps morts précités T1 à T3,ainsi que les temps de braquage E1 à E3,diminuent également lorsque la vitesse de marche du véhicule, son accélération transversale et/ou la condition d'adhérence entre les pneumatiques et la route,ou bien le moment de direction résultant qui doit être exercé pour l'actionnement de la direction
du véhicule, augmentent.
Du fait que la vitesse de braquage des roues avant 1 et 2 en fonction de la valeur X constitue également une mesure de la variation de l'accélération transversale du véhicule, il est aussi possible de
commander le temps mort ainsi que la vitesse de bra-
quage de la direction des roues arrière en fonction de la variation de l'accélération transversale du véhicule,au lieu d'effectuer sa commande en fonction de
la vitesse de braquage des roues avant.
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Claims (8)
1. Véhicule automobile avec direction de roues avant et direction de roues arrière, notamment une direction des quatre roues, qui permet de commander les roues avant et les roues arrière avec un braquage dans le même sens, mais cependant réduit pour les roues arrière par comparaison aux roues avant, la vitesse.de braquage des roues arrière augmentant lors d'une croissance de la vitesse de braquage des roues avant, caractérisé en ce que le mouvement de braquage des roues arrière (3, 4) suit le mouvement de braquage des roues avant (1, 2) avec un temps mort variable (T1, T2, T3), qui décroit à mesure que la vitesse de braquage des roues avant (1, 2) croit, et en ce que le braquage des roues arrière (3, 4) est influencé
- directement ou indirectement - par l'accélération trans-
versale du véhicule.
2. Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le temps mort (T1, T2, T3) augmente
lors de la diminution de lavitesse de marche.
3. Véhicule automobile selon une des revendi-
cations 1 ou 2, caractérisé en ce que la vitesse de bra-
quage des roues arrière (3, 4) diminue lors d'une diminu-
tion de la vitesse de marche.
4. Véhicule automobile selon une quelconque
des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le temps
mort (T1, T2, T3) ainsi que la vitesse de braquage des roues arrière dépendent de la condition d'adhérence entre
les roues et la route,ou du moment de direction.
5. Véhicule automobile selon une quelconque.
des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le temps
mort (T1, T2, T3) décroît à mesure que l'accélération
transversale du véhicule augmente.
6. Véhicule automobile selon une quelconque
des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la vi-
tesse de braquage des roues arrière (3, 4) augmente à
mesure que l'accélération transversale duvéhicule croît.
7. Véhicule automobile selon une quelconque
des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'angle
maximal de braquage des roues arrière (3, 4) est cons-
tant indépendamment des paramètres.
8. Véhicule automobile selon une quelconque
des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'angle
maximal de braquage des roues arrière (3, 4) augmente
lors de la croissance des vitesses de braquage.
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