FR2664552A1 - Steering system with four guiding wheels (four-wheel steering system) for a motor vehicle - Google Patents

Steering system with four guiding wheels (four-wheel steering system) for a motor vehicle Download PDF

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Abstract

Steering system with four guiding wheels for a motor vehicle, according to which the rear wheels (6, 7) can be turned depending on the turning angle of the front wheels (6', 7') including an electronic box (1) acquiring, in real time, the parameters relating to the vehicle, processing them and generating a datum signal causing the rear wheels (6, 7) to turn, characterised in that the electronic box (1) takes account of the signals relating to the position of the steering wheel, to the datum signals imposed by the driver, to the speed of the vehicle, to the position of a reverse gear contact (16), and to the antilock device (2).

Description

SYSTEME DE DIRECTION A OUATRE ROUES DIRECIRICES
POUR VEHICULE AUTOMOBILE
L'invention se rapporte au pilotage d'un système actif destiné au châssis des véhicules automobiles, tel qu'un système de direction, grâce auquel les roues arrière peuvent être braquées en fonction de l'angle de braquage des roues avant. Plus précisément, elle concerne un système de direction à quatre roues directrices équipé d'un boîtier électronique générant une commande de braquage des roues arrière, qui prend en compte l'angle du volant, la vitesse du véhicule et le choix effectué par le conducteur entre plusieurs lois de braquage.STEERING SYSTEM WITH STEERING WHEELS
FOR MOTOR VEHICLE
The invention relates to the control of an active system intended for the chassis of motor vehicles, such as a steering system, by means of which the rear wheels can be turned according to the steering angle of the front wheels. More specifically, it relates to a four-wheel steering system equipped with an electronic unit generating a steering control of the rear wheels, which takes into account the angle of the steering wheel, the speed of the vehicle and the choice made by the driver between several turning laws.

On connait actuellement divers systèmes de commande de braquage des roues arrière d'un véhicule automobile, selon lesquels l'angle de braquage imposé aux roues arrière est fonction de la vitesse du véhicule et du choix opéré par le conducteur entre plusieurs lois de braquage. Un tel système est décrit dans la publication
FR-257.626.8, ayant pour objet "un appareil de conduite des roues avant et arrière d'un véhicule". L'appareil de conduite décrit dans ce document comporte un détecteur de vitesse du véhicule, un calculateur permettant de choisir une fonction mathématique représentant l'angle de braquage du véhicule selon les variations de sa vitesse, et un dispositif de direction des roues arrière obéissant à la fonction mathématique choisie.Par ailIeurs, l'utilisation d'un dispositif détectant la position d'une boîte de vitesses pour imposer un rapport d'angles de braquage entre les roues avant et arrière d'un véhicule est également connue. Cette utilisation fait notamment l'objet de la publication FR-255.336.4. Selon cette publication, la détermination de la vitesse du véhicule est obtenue en l'absence d'un dispositif mesurant directement cette grandeur, grâce à la combinaison d'une première information relative à la position de sélection du levier de changement de vitesse, et d'une seconde information relative au nombre de tours du moteur du véhicule.Various steering control systems for the rear wheels of a motor vehicle are currently known, according to which the steering angle imposed on the rear wheels is a function of the speed of the vehicle and of the choice made by the driver between several steering laws. Such a system is described in the publication
FR-257.626.8, having for object "a device for driving the front and rear wheels of a vehicle". The driving apparatus described in this document comprises a vehicle speed detector, a computer making it possible to choose a mathematical function representing the steering angle of the vehicle according to the variations in its speed, and a rear wheel steering device obeying The mathematical function chosen. Furthermore, the use of a device detecting the position of a gearbox to impose a ratio of steering angles between the front and rear wheels of a vehicle is also known. This use is notably the subject of publication FR-255.336.4. According to this publication, the determination of the vehicle speed is obtained in the absence of a device directly measuring this quantity, thanks to the combination of a first item of information relating to the position of selection of the speed change lever, and d second information relating to the number of revolutions of the vehicle engine.

Les systèmes de direction à quatre roues directrices connus ne présentent pas de disposition particulière propre à rendre plus aisée la conduite du véhicule en marche arrière. On sait en effet que si le conducteur vient à enclencher la marche arrière, il dispose dans certains cas d'un véhicule encore plus difficile à diriger qu'un véhicule à deux roues directrices classique. Cette difficulté est due au surbraquage des roues arrière. On dit que le système augmente la vivacité du véhicule. De fait, si on effectue deux mouvements de braquage identiques avec le volant d'un véhicule à deux roues directrices d'une part, et avec celui d'un véhicule à quatre roues directrices d'autre part, toutes choses égales par ailleurs, l'amplitude des mouvements du véhicule est supérieure dans le second cas.Steering systems with known four-wheel steering do not have any specific provision to make it easier to drive the vehicle in reverse. It is known in fact that if the driver comes to engage reverse gear, he has in certain cases a vehicle even more difficult to steer than a conventional two-wheel steering vehicle. This difficulty is due to the oversteering of the rear wheels. The system is said to increase the liveliness of the vehicle. In fact, if two identical steering movements are carried out with the steering wheel of a vehicle with two steering wheels on the one hand, and with that of a vehicle with four steering wheels on the other hand, all other things being equal, the amplitude of vehicle movements is greater in the second case.

L'invention vise à réduire la vivacité d'un véhicule automobile à quatre roues directrices en marche arrière dans les circonstances où cette vivacité rend la conduite plus difficile, tout en la conservant dans les circonstances où le conducteur peut en tirer parti. En effet, lors d'une marche arrière longue et sensiblement rectiligne, par exemple pour reculer dans une impasse, la conduite sera plus aisée si la vivacité du véhicule est réduite. Par contre, pour effectuer une manoeuvre telle qu'un créneau, il est avantageux, qu'en réponse à un fort angle du volant, les roues arrière braquent d'un angle important en direction opposée des roues avant.The invention aims to reduce the alertness of a motor vehicle with four steering wheels in reverse in the circumstances where this alertness makes driving more difficult, while retaining it in the circumstances where the driver can take advantage of it. Indeed, during a long and substantially straight reverse, for example to back up into a dead end, driving will be easier if the liveliness of the vehicle is reduced. By cons, to perform a maneuver such as a niche, it is advantageous that in response to a large angle of the steering wheel, the rear wheels turn a large angle in the opposite direction of the front wheels.

Le système de direction pour véhicule à quatre roues directrices faisant l'objet de l'invention intègre plusieurs lois de braquage. En marche avant, le conducteur choisit entre différentes lois de braquage, selon le type de conduite qu'il souhaite adopter ou le trajet qu'il a à effectuer. Le contact de marche arrière disposé sur la boîte de vitesses a pour seul rôle de générer un signal correspondant à l'enclenchement de la marche arrière. I1 n'est pas combiné à un signal de vitesse de rotation du moteur ou de déplacement du véhicule.The steering system for a four-wheel steering vehicle which is the subject of the invention incorporates several steering laws. In forward gear, the driver chooses between different steering laws, depending on the type of driving he wishes to adopt or the route he has to take. The only function of the reverse contact on the gearbox is to generate a signal corresponding to the engagement of reverse gear. It is not combined with an engine speed or vehicle movement signal.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les roues arrière peuvent être braquées en fonction de l'angle de braquage des roues avant. Le système comporte un boîtier électronique acquérant en temps réel des paramètres se rapportant au véhicule, les traite, et génère une consigne faisant braquer les roues arrière. Le boîtier électronique prend en compte des signaux relatifs à la position du volant, aux consignes imposées par le conducteur, à la vitesse du véhicule et à la position
d'un contact de marche arrière.According to an embodiment of the invention, the rear wheels can be turned according to the steering angle of the front wheels. The system includes an electronic unit acquiring parameters relating to the vehicle in real time, processes them, and generates a set point causing the rear wheels to turn. The electronic unit takes into account signals relating to the position of the steering wheel, the instructions imposed by the driver, the vehicle speed and the position
a reverse contact.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'interface
conducteur-système permet au conducteur de choisir, en
marche avant, entre plusieurs lois de braquage commandant
le braquage des roues arrière sur la base des signaux
relatifs à l'angle du volant et à la vitesse du véhicule.According to one embodiment of the invention, the interface
driver-system allows the driver to choose, in
forward, between several deflection laws
turning the rear wheels based on signals
relating to the steering wheel angle and vehicle speed.

Selon un mode de réalisation de l'invention, lorsque la
marche arrière est enclenchée, les seuls signaux pris en
compte par le boîtier électronique sont le signal de
position du contact de marche arrière et le signal
d'angle du volant, tous deux provoquant le braquage des
roues arrière selon la loi de braquage de marche arrière.According to one embodiment of the invention, when the
reverse gear is engaged, the only signals taken
account by the electronic unit are the signal of
position of reverse contact and signal
angle of the steering wheel, both causing the steering
rear wheels according to the reverse steering law.

Selon un mode dt réalisation de l'invention, le signal de vitesse du véhicule est issu d'un premier capteur monté sur l'axe de sortie de la boîte de vitesses et d'un second et d'un troisième capteur montés sur les roues arrière. According to one embodiment of the invention, the vehicle speed signal comes from a first sensor mounted on the output shaft of the gearbox and from a second and a third sensor mounted on the wheels back.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les signaux provenant des second et troisième capteurs de vitesse, montés sur les roues arrière, sont traités par le boîtier électronique antiblocage des roues, avant d'être traités par le boîtier électronique du système quatre roues directrices.According to one embodiment of the invention, the signals from the second and third speed sensors, mounted on the rear wheels, are processed by the anti-lock braking electronic unit, before being processed by the electronic unit of the four-wheel system. guidelines.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le signal d'angle du volant est issu d'un capteur d'angle volant disposé sur la colonne de direction.According to one embodiment of the invention, the steering wheel angle signal comes from a steering wheel angle sensor disposed on the steering column.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le contact de marche arrière est situé dans un contacteur multifonction disposé sur la boîte de vitesses.According to one embodiment of the invention, the reverse contact is located in a multifunction switch placed on the gearbox.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la consigne générée par le boîtier électronique est dirigée sur des électrovannes alimentées par un générateur de pression hydraulique, qui pilotent un actionneur orientant les roues arrière par l'intermédiaire d'embiellages.According to one embodiment of the invention, the setpoint generated by the electronic unit is directed to solenoid valves supplied by a hydraulic pressure generator, which control an actuator orienting the rear wheels by means of linkages.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui suit, d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple avec dessins annexés, sur lesquels:
- la figure 1 est un schéma d'ensemble du système de
direction faisant l'objet de l'invention.Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the following description of an embodiment, given by way of example with appended drawings, in which:
- Figure 1 is an overall diagram of the
direction which is the subject of the invention.

- la figure 2 reproduit des courbes du rapport des
angles de braquage des roues avant et arrière en
fonction de la vitesse du véhicule, correspondant
à différentes lois de braquage applicables en
marche avant.- Figure 2 reproduces curves of the ratio of
steering angles of the front and rear wheels in
depending on the vehicle speed, corresponding
to different deflection laws applicable in
forward.

- la figure 3 reproduit la courbe de l'angle de
braquage des roues arrière en fonction de l'angle
du volant.- Figure 3 reproduces the curve of the angle of
rear wheel turn based on angle
of the steering wheel.

Le système de direction à quatre roues directrices représenté à la figure 1 comporte un boîtier électronique quatre roues directrices (1) et un boîtier électronique antiblocage des roues (2). Les roues arrière gauche et droite (6, 7) sont équipées de capteurs de vitesse (3, 4) reliés au boîtier électronique antiblocage des roues (2).The four-wheel steering system shown in FIG. 1 comprises an electronic box with four steering wheels (1) and an electronic anti-lock box for the wheels (2). The left and right rear wheels (6, 7) are equipped with speed sensors (3, 4) connected to the anti-lock electronic gearbox (2).

Un capteur de vitesse supplémentaire (8) est disposé sur l'axe de sortie de la boîte de vitesses (12). Le conducteur dispose à son poste de conduite d'une interface conducteur-système (9) connectée au boîtier électronique quatre roues directrices (1). Un capteur d'angle du volant (10) est monté sur la colonne de direction (13) solidaire du volant (11). La boîte de vitesses (12) présentant un levier de vitesses (14) est pourvue d'un contacteur multifonction (15) incluant un contact de marche arrière (16). Le boîtier électronique quatre roues directrices (1) commande des électrovannes (17) alimentées par un générateur de puissance hydraulique (18) couplé à un actionneur (5). L'actionneur (5) est connecté aux roues arrière (6, 7), par l'intermédiaire d'embiellages (19).An additional speed sensor (8) is arranged on the output axis of the gearbox (12). The driver has at his driver's seat a driver-system interface (9) connected to the four-wheel steering electronic unit (1). A steering wheel angle sensor (10) is mounted on the steering column (13) integral with the steering wheel (11). The gearbox (12) having a gear lever (14) is provided with a multifunction switch (15) including a reverse contact (16). The four-wheel steering electronic unit (1) controls the solenoid valves (17) supplied by a hydraulic power generator (18) coupled to an actuator (5). The actuator (5) is connected to the rear wheels (6, 7), via connecting rods (19).

Les courbes reproduites sur la figure 2 indiquant le rapport d'angle de braquage des roues avant et arrière en fonction de la vitesse, se rapportent à -différentes lois de braquage applicables en marche avant, à savoir une loi de braquage "deux roues directrices" (20), une loi de braquage "passe partout" (21), une loi de braquage "urbaine" (22), une loi de braquage "parking" (23), une loi de braquage "autoroute" (24) et une loi de braquage "à développer" (25). En marche avant, la loi de braquage sélectionnée par le conducteur à l'aide de l'interface conducteur-système (9), est appliquée par le boîtier électronique (1) qui établit le rapport de l'angle de braquage des roues arrière à celui des roues avant. Ce rapport est fonction de la vitesse du véhicule. On notera que pour l'ensemble de ces lois, à rexception de la loi "deux roues directrices", le rapport des angles de braquage est négatif sur la première partie de l'axe des vitesses, s'annule et croît positivement sur la seconde partie de l'axe des vitesses.The curves reproduced in FIG. 2 indicating the steering angle ratio of the front and rear wheels as a function of the speed, relate to different steering laws applicable in forward motion, namely a steering law "two-wheel steering" (20), a "everywhere" turning law (21), an "urban" turning law (22), a "parking" turning law (23), a "motorway" turning law (24) and a turning law "to be developed" (25). When driving forwards, the steering law selected by the driver using the driver-system interface (9) is applied by the electronic unit (1) which establishes the ratio of the steering angle of the rear wheels to that of the front wheels. This ratio is a function of the vehicle speed. It will be noted that for all of these laws, with the exception of the "two-wheel steering" law, the ratio of the steering angles is negative on the first part of the speed axis, vanishes and increases positively on the second part of the gear axis.

La courbe (26), reproduite sur la figure 3, se rapporte à la loi de braquage imposée par le système en marche arrière, quelle que soit la loi choisie par le conducteur pour la marche avant. Cette courbe donne l'angle de braquage des roues arrière en fonction de l'angle du volant. Elle est indépendante de la vitesse. On remarquera que sur une première partie de la courbe, correspondant à de petits angles volant, les roues sont faiblement braquées, tandis que sur une seconde partie de la courbe, l'angle de braquage croît rapidement. The curve (26), reproduced in FIG. 3, relates to the turning law imposed by the system in reverse, whatever the law chosen by the driver for forward driving. This curve gives the steering angle of the rear wheels as a function of the angle of the steering wheel. It is independent of speed. It will be noted that on a first part of the curve, corresponding to small steering angles, the wheels are slightly turned, while on a second part of the curve, the steering angle increases rapidly.

Claims (1)

REVENDICATIONS 1 ) Système de direction à quatre roues directrices pour véhicule automobile, selon lequel les roues arrière (6, 7) peuvent être braquées en fonction de l'angle de braquage des roues avant (6', 7'), comportant un boîtier électronique (1) acquérant en temps réel les paramètres se rapportant au véhicule, les traitant et générant une consigne faisant braquer les roues arrière (6, 7), caractérisé en ce que le boîtier électronique (1) prend en compte des signaux relatifs à la position du volant, aux consignes imposées par le conducteur, à la vitesse du véhicule, et à la position d'un contact de marche arrière (16). 2") Système de direction à quatre roues directrices pour véhicule automobile selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'interface conducteur-système (9) permet au conducteur de choisir en marche avant, entre plusieurs lois de braquage (20, 21, 22, 23, 24, 25) commandant le braquage des roues arrière (6,CLAIMS 1) Steering system with four steering wheels for a motor vehicle, according to which the rear wheels (6, 7) can be turned according to the turning angle of the front wheels (6 ', 7'), comprising an electronic unit (1) acquiring in real time the parameters relating to the vehicle, processing them and generating a setpoint causing the rear wheels to turn (6, 7), characterized in that the electronic unit (1) takes into account signals relating to the position of the steering wheel, the instructions imposed by the driver, the vehicle speed, and the position of a reverse contact (16). 2 ") four-wheel steering system for a motor vehicle according to claim 1 characterized in that the driver-system interface (9) allows the driver to choose in forward, between several steering laws (20, 21, 22 , 23, 24, 25) controlling the steering of the rear wheels (6, 7) sur la base des signaux relatifs à l'angle du 7) on the basis of the signals relating to the angle of the volant et à la vitesse du véhicule. steering wheel and vehicle speed. 3 ) Système de direction à quatre roues directrices pour 3) Four-wheel steering system for véhicule automobile selon la revendication 1 motor vehicle according to claim 1 caractérisé en ce que, lorsque la marche arrière est characterized in that when the reverse gear is enclenchée, les seuls signaux pris en compte par le engaged, the only signals taken into account by the boîtier électronique (1) sont le signal de position electronic unit (1) are the position signal du contact de marche arrière (16) et le signal of the reverse contact (16) and the signal d'angle du volant, tous deux provoquant le braquage angle of the steering wheel, both causing the steering des roues arrières (6) et (7), selon la loi de rear wheels (6) and (7), according to the law of braquage (26). steering (26). 4 ) Système de direction à quatre roues directrices pour  4) Four-wheel steering system for véhicule automobile selon la revendication 1 motor vehicle according to claim 1 caractérisé en ce que le signal de vitesse du characterized in that the speed signal of the véhicule est issu d'un premier capteur (8) monté sur vehicle comes from a first sensor (8) mounted on l'axe de sortie de la boîte de vitesses (12), et the gearbox output shaft (12), and d'un second et d'un troisième capteurs (3, 4) montés a second and a third sensor (3, 4) mounted sur les roues arrière (6, 7). on the rear wheels (6, 7). 5 ) Système de direction à quatre roues - directrices pour 5) Four-wheel steering system - steering for véhicule automobile selon la revendication 3 motor vehicle according to claim 3 caractérisé en ce les signaux provenant des second characterized in that the signals from the second et roisième capteurs de vitesse (3, 4) montés sur and third speed sensors (3, 4) mounted on les roues arrière (6, 7), sont traités par le the rear wheels (6, 7) are treated by the boîtier électronique antiblocage (2) des roues, anti-lock electronic unit (2) for the wheels, avant d'être traités par le boîtier électronique (1) before being processed by the electronic unit (1) du système. of the system. 6 ) Système de direction à quatre roues directrices pour 6) Four-wheel steering system for véhicule automobile selon la revendication 1, motor vehicle according to claim 1, caractérisé en ce que le signal d'angle du volant characterized in that the steering wheel angle signal est issu d'un capteur d'angle volant (10) disposé comes from a steering wheel angle sensor (10) arranged sur la colonne de direction (13). on the steering column (13). 7 ) Système de direction à quatre roues directrices pour 7) Four-wheel steering system for véhicule automobile selon la revendication 1, motor vehicle according to claim 1, caractérisé en ce que le contact de marche arrière characterized in that the reverse contact (16) est situé dans un contacteur multifonction (15) (16) is located in a multifunction switch (15) disposé sur la boîte de vitesses (12). arranged on the gearbox (12). 8 ) Système de direction à quatre roues directrices pour 8) Four-wheel steering system for véhicule automobile selon la revendication 1, motor vehicle according to claim 1, caractérisé en ce que la consigne générée par le characterized in that the setpoint generated by the boîtier électronique (1) est dirigée sur des electronic unit (1) is directed on électrovannes (17) alimentées par un générateur de solenoid valves (17) supplied by a generator puissance hydraulique (18) qui pilotent un hydraulic power (18) driving a actionneur (5) orientant les roues arrière (6, 7) actuator (5) orienting the rear wheels (6, 7) par l'intermédiaire des embiellages (19).  by means of the connecting rods (19).
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