FR2950309A1

FR2950309A1 - Procede de manoeuvre de pivotement d'un vehicule automobile

Info

Publication number: FR2950309A1
Application number: FR0956492A
Authority: FR
Inventors: Belanger Pascal Bertrand
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2009-09-22
Filing date: 2009-09-22
Publication date: 2011-03-25

Abstract

Procédé de manoeuvre de pivotement d'un véhicule automobile (1) comportant des roues arrière (8) entraînées par une motorisation (2), et un moyen de freinage individuel (10) de ces roues arrière, caractérisé en ce qu'à partir d'une commande du conducteur pour un pivotement autour d'une des roues arrière (8), dans un sens avant ou un sens arrière, le procédé bloque cette roue arrière par le moyen de freinage individuel (10), et utilise un moyen de réglage automatique (36) de la commande de direction (16) des roues avant (20), de manière à disposer chaque roue avant sensiblement perpendiculairement à l'axe (50, 52) la reliant à la roue arrière de centre du pivotement, puis le procédé commande la motorisation (2) pour entraîner l'autre roue arrière, vers l'avant ou vers l'arrière suivant le sens de pivotement demandé.

Description

PROCEDE DE MANOEUVRE DE PIVOTEMENT D'UN VEHICULE AUTOMOBILE

La présente invention concerne un procédé de manoeuvre de pivotement d'un véhicule automobile comportant une motorisation des roues arrière, ainsi qu'un véhicule mettant en oeuvre un tel procédé. Les manoeuvres du véhicule aux très basses vitesses, notamment pour le garer avec précision dans un espace disponible réduit, sont toujours délicates à réaliser et nécessitent souvent plusieurs étapes pour y parvenir.

Pour effectuer des manoeuvres plus facilement et plus rapidement, un système connu présenté notamment dans le document JP-2001001929, comporte un dispositif d'assistance qui effectue automatiquement des rotations de la direction du véhicule. Le conducteur commande l'avance ou le recul du véhicule suivant les instructions du dispositif, et une fois ce déplacement effectué, la direction du véhicule est préparée pour réaliser le déplacement suivant de ce véhicule. De cette manière on optimise les déplacements et réduit l'effort de manoeuvre pour le conducteur, qui peut effectuer ses manoeuvres de parking plus rapidement et avec un espace réduit.

Toutefois, compte tenu de l'angle de braquage limité des roues directrices du véhicule, il faut toujours disposer d'un certain espace disponible autour de ce véhicule pour pouvoir effectuer les différentes manoeuvres d'avance et de recul lors d'un changement de l'orientation du véhicule, et pour venir le mettre progressivement en position finale.

En particulier pour effectuer un quart de tour ou un demi-tour dans un espace très réduit, il faut plusieurs manoeuvres d'avance et de recul. Les différentes manoeuvres successives à accomplir demandent du temps, de plus l'espace n'est pas toujours disponible pour pouvoir les effectuer. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et d'apporter une solution permettant de modifier rapidement l'orientation du véhicule dans un espace réduit, tout en conservant une architecture du véhicule qui reste conventionnelle. Elle propose à cet effet un procédé de manoeuvre de pivotement d'un véhicule automobile comportant des roues arrière entraînées par une motorisation, et un moyen de freinage individuel de ces roues arrière, caractérisé en ce qu'à partir d'une commande du conducteur pour un pivotement autour d'une des roues arrière, dans un sens avant ou un sens arrière, le procédé bloque cette roue arrière par le moyen de freinage individuel, et utilise un moyen de réglage automatique de la commande de direction des roues avant, de manière à disposer chaque roue avant sensiblement perpendiculairement à l'axe la reliant à la roue arrière de centre du pivotement, puis le procédé commande la motorisation pour entraîner l'autre roue arrière, vers l'avant ou vers l'arrière suivant le sens de pivotement demandé.

Un avantage de ce procédé de manoeuvre de pivotement est que l'on peut avec une modification simple d'éléments de la commande de direction comme les biellettes de direction, en leurs ajoutant par exemple un moyen pour commander un allongement de ces biellettes, on obtient un véhicule pouvant effectuer sur-place des rotations autour de l'une des roues arrière, l'autre roue arrière étant entraînée par un différentiel de répartition du mouvement entre les roues arrière. Le procédé de manoeuvre selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.

Avantageusement, le procédé de manoeuvre de pivotement est mis en oeuvre à partir d'une position des roues avant disposées sensiblement en ligne droite. Avantageusement, le procédé de manoeuvre de pivotement est mis en oeuvre par des boutons poussoirs de commande actionnés par le conducteur, sur lesquels il faut maintenir une pression pendant la durée de pivotement du véhicule.

Selon un mode de réalisation, le procédé de manoeuvre de pivotement doit recevoir un signal d'un bouton de mise en marche, pour passer d'un pivotement autour d'une des roues arrière, à un pivotement autour de l'autre roue arrière.

L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comportant des roues arrière motorisées, un moyen de freinage individuel de ces roues arrière, et un procédé de manoeuvre de pivotement autour d'une des roues arrière, ce procédé de manoeuvre comportant de plus l'une quelconque des caractéristiques précédentes.

Avantageusement, le véhicule automobile comprend des biellettes de direction reliant un boîtier de commande de direction au moyeu de chacune des roues avant, ces biellettes pouvant comporter différentes longueurs sous l'effet d'un actionneur piloté par le procédé de manoeuvre de pivotement. Selon un mode de réalisation, chaque biellette de direction comprend une tige télescopique qui peut coulisser axialement dans un corps creux en sortant d'un côté de ce corps, sous l'effet de l'actionneur fixé au corps creux. Avantageusement, les biellettes de direction peuvent être verrouillées dans des positions définissant différentes longueurs, notamment dans une position rétractée correspondant à une marche normale du véhicule dirigé par un volant de direction, et lors d'une mise en oeuvre du procédé de manoeuvre, dans une position intermédiaire de sortie de la tige donnant la position de la roue avant opposée à la roue arrière de centre du pivotement, et dans une position complètement sortie de la tige donnant la position de la roue avant du côté de la roue arrière de centre du pivotement.

Les différentes positions de verrouillage peuvent être repérées par un capteur optique qui vient lire des repères optiques. Selon un mode de réalisation, le véhicule automobile comporte une machine électrique qui entraîne les roues arrière par un différentiel de répartition du mouvement vers ces deux roues arrière.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma en vue de dessus d'un véhicule disposant d'une motorisation des roues arrière, et d'un procédé de manoeuvre de pivotement selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma d'une biellette de direction vue en coupe axiale, comprenant une commande automatique de longueur ; - la figure 3 est un schéma du véhicule réalisant un braquage des roues avant du véhicule, qui est en marche normale vers l'avant ; - la figure 4 est un schéma du véhicule réalisant un pivotement autour de sa roue arrière gauche ; - les figures 5 et 6 présentent la biellette de la figure 2, successivement dans une position partiellement sortie, et dans une position complètement sortie ; - la figure 7 est un exemple de boutons de commande du procédé de manoeuvre actionnés par le conducteur ; et - les figures 8 à 10 sont des exemples de manoeuvres réalisées pour successivement sortir en marche avant d'une place de parking perpendiculaire à la voie, rentrer dans une place de parking parallèle à la voie, et sortir en marche arrière d'une place de parking perpendiculaire à la voie. La figure 1 présente schématiquement un véhicule 1 comprenant une machine électrique 2 d'entraînement du train arrière, par une transmission mécanique 4 comprenant un différentiel répartissant le mouvement vers deux arbres de roues 6, reliés aux roues arrière 8. Le train avant comporte un volant de direction 12 manoeuvré par le conducteur, agissant sur une crémaillère de direction 14 qui coulisse latéralement. Chaque extrémité de la crémaillère de direction 14, est reliée par une rotule à une biellette de direction 16, qui transmet le mouvement à un moyeu 18 de roue avant 20, pivotant suivant un axe sensiblement vertical.

De cette manière, les roues avant 20 sont braquées par le volant de direction 12 en restant sensiblement parallèles entre elles, pour assurer la direction du véhicule. Chaque moyeu de roue avant 20 est relié à la caisse du véhicule par au moins un bras de suspension 22, qui guide cette roue avant en permettant une oscillation sensiblement verticale pour assurer les débattements de la suspension. Le véhicule 1 dispose d'un dispositif de freinage 10 des roues 8, 20, comprenant un système de contrôle de stabilité du véhicule « ESP » piloté par une unité de contrôle électronique, qui peut commander individuellement le freinage de chaque roue pour rétablir la trajectoire en cas de dérapage. En variante le véhicule 1 peut ne pas comprendre de système de contrôle de stabilité du véhicule « ESP », mais un dispositif de commande individuel de freinage des roues arrière.

La crémaillère de direction 14 comporte un dispositif d'assistance par exemple du type électrique, pour permettre une commande automatique de la direction et disposer les roues avant 20 en ligne droite. En variante, le véhicule 1 peut comprendre seulement un moyen pour repérer la position des roues avant 20 en ligne droite, en laissant le conducteur mettre les roues dans cette position. Le véhicule 1 peut être un véhicule électrique comportant uniquement un entraînement des roues arrière 8 par la machine électrique 2, ou un véhicule hybride disposant de plus d'un moteur thermique entraînant les roues avant 20.

La figure 2 présente une des deux biellettes de direction 16, comprenant une tige télescopique 30 qui peut coulisser axialement dans un corps creux 32, en sortant d'un côté de ce corps. L'extrémité de la tige télescopique 30 sortant du corps 32, et l'extrémité opposée de ce corps, comportent chacune une rotule 34 reliée soit à une extrémité de la crémaillère de direction 14, soit au moyeu 18 d'une roue avant 20.

Le corps 32 de la biellette de direction 16, comporte un actionneur 36 comprenant un moteur électrique agissant sur un mécanisme à crémaillère, pour en prenant appui sur ce corps faire coulisser axialement la tige télescopique 30.

Un mécanisme de verrouillage 38 de la tige télescopique 30, est commandé électriquement pour venir verrouiller par un engrènement cette tige dans une position rétractée A repérée par un repère optique 42 sur la tige, dans une position intermédiaire de sortie B repérée par un repère optique 44, et dans une position complètement sortie C repérée par un repère optique 46. Un capteur optique 40 vient lire les différents repères optiques 42, 44, 46, pour arrêter l'actionneur 36 dans la bonne position et commander le mécanisme de verrouillage 38. Une unité de commande électronique non représentée reçoit des informations sur la demande du conducteur et l'état du véhicule, venant notamment du capteur optique 40, et applique le procédé de manoeuvre de pivotement du véhicule en commandant notamment les actionneurs 36 des biellettes de direction 16, ainsi que les mécanismes de verrouillage 38. L'unité de commande électronique est aussi reliée au dispositif de contrôle des freins 10 des roues arrière 8.

La figure 3 présente la conduite du véhicule 1 de manière habituelle, le conducteur dirigeant ce véhicule avec le volant de direction 12, les roues avant 20 étant braquées à gauche suivant un angle maximum pour cette conduite habituelle. Chaque biellette de direction 16 a sa tige télescopique 30 dans la position rétractée A, qui est verrouillée par le mécanisme de verrouillage 38. Les biellettes de direction 16 transmettent le mouvement demandé par le conducteur aux roues avant directrices 20, sans intervenir sur la conduite du véhicule. Les freins 10 des roues arrière 8 ne sont pas actionnés. Le véhicule 1 peut être entraîné par la machine électrique 2, le différentiel contenu dans la transmission mécanique 4 ajustant les vitesses des arbres de roue 6, pour donner une plus grande vitesse à la roue arrière droite, et une plus petite vitesse à la roue arrière gauche. La figure 4 illustre un passage du véhicule 1 en mode pivotement autour d'une roue arrière 8. Après une demande du conducteur qui agit sur une commande pour spécifier dans ce cas un pivotement autour de la roue arrière gauche, le procédé de manoeuvre de pivotement effectue les opérations suivantes. Le procédé de manoeuvre vérifie d'abord que la crémaillère de direction 14 est centrée, les roues avant 20 étant en ligne droite.

Ensuite à partir de cette position des roues avant 20, le procédé allonge au maximum la biellette de direction gauche 16 pour la mettre dans la position complètement sortie C, et tourner ainsi la roue avant gauche 20 vers l'intérieur du véhicule, de manière à la disposer perpendiculairement à l'axe 50 reliant cette roue à la roue arrière gauche 8, qui est si l'écartement des roues avant et arrière est le même, l'axe longitudinal du véhicule 1. En parallèle, le procédé allonge aussi la biellette de direction droite 16 pour la mettre dans la position partiellement sortie B, et tourner ainsi la roue avant droite 20 vers l'intérieur du véhicule mais suivant un angle plus petit, de manière à venir perpendiculairement à l'axe 52 reliant cette roue à la roue arrière gauche 8. Les deux roues avant 20 sont ainsi prêtes à pivoter chacune suivant un arc de cercle centré sur la roue arrière gauche 8. Ensuite le procédé commande le frein arrière gauche 10, pour bloquer la roue arrière gauche 8. Enfin le procédé commande le fonctionnement de la machine électrique 2 vers l'avant ou vers l'arrière. La roue arrière gauche 8 étant bloquée, et les trois autres roues du véhicule pouvant toutes pivoter autour de cette roue bloquée qui constitue un point central de pivotement, le différentiel de la transmission mécanique 4 reporte tout le mouvement venant de la machine électrique 2 sur la roue arrière droite, qui déplace le véhicule vers l'avant ou vers l'arrière en pivotant autour de ce point de pivotement.

On peut de même réaliser un pivotement du véhicule 1 autour de la roue arrière droite 10, en réalisant une manoeuvre de pivotement similaire qui inverse toutes les actions entre les côtés droit et gauche du véhicule. La figure 5 présente la biellette de direction 16 pour la roue avant droite de la figure 4, qui est disposée dans la position partiellement sortie B. L'actionneur 36 fait coulisser la tige télescopique 30 jusqu'à ce que le repère 44 vienne en face du capteur optique 40, à ce moment cet actionneur est arrêté, puis le mécanisme de verrouillage 38 bloque la tige dans cette position B.

La figure 6 présente la biellette de direction 16 pour la roue avant gauche de la figure 4, qui est disposée dans la position complètement sortie C. De la même manière, la tige télescopique 30 est disposée dans cette position C repérée par le repère optique 46, puis verrouillée. La figure 7 présente cinq boutons de commande du procédé de manoeuvre de pivotement, qui se trouvent alignés face au conducteur. Un bouton central de marche 60 active le procédé, un voyant 62 s'allumant pour indiquer que le procédé est activé. A gauche du bouton central de marche 60, deux boutons commandent un pivotement autour de la roue arrière gauche du véhicule 1, soit successivement en partant de la gauche, en marche avant 64 et en marche arrière 66. Et a droite du bouton central de marche 60, deux boutons commandent un pivotement autour de la roue arrière droite, successivement en marche avant 68 et en marche arrière 70. Les quatre boutons de manoeuvre 64, 66, 68, 70 sont tous des boutons poussoir qu'il faut maintenir pressés pour activer le pivotement du véhicule. A gauche, le conducteur commande avec le premier bouton 64 une marche avant et le deuxième 66 une marche arrière lors d'une manoeuvre de pivotement du véhicule autour de la roue arrière gauche, tant qu'il maintient la pression sur ce bouton. Si le conducteur est allé trop loin dans son pivotement, il peut utiliser de suite le deuxième bouton du même côté pour réduire son angle de pivotement et obtenir l'angle désiré.

De même à droite, le conducteur commande avec le premier bouton 68 une marche avant et le deuxième bouton 70 une marche arrière lors d'une manoeuvre de pivotement du véhicule autour de la roue arrière droite. Après un pivotement du véhicule autour d'une roue arrière, pour activer un pivotement autour de l'autre roue arrière, le conducteur doit appuyer à nouveau sur le bouton central de marche 60. On obtient ainsi avec peu de modifications d'un véhicule possédant des roues arrière motrices, des possibilités de manoeuvre variées, rapides et dans des espaces réduits, notamment pour garer le véhicule. On peut réaliser facilement différentes versions de véhicules sur une base standard, avec en option sur certaines versions, le procédé de manoeuvre de pivotement suivant l'invention. La figure 8 présente une voie comportant un sens de circulation marqué par la flèche F. Un véhicule 80 est garé sur une place de parking 82 disposée perpendiculairement à la voie, l'avant du véhicule étant tourné vers cette voie. La place de parking 82 est encadrée par d'autres places occupées, et des véhicules 84 sont garés perpendiculairement à cette place, de l'autre côté de la voie qui est rapprochée. Pour sortir, le véhicule 80 avance d'abord tout droit suivant la flèche 1, de manière à se dégager complètement de sa place de parking. Puis le véhicule 80 réalise un quart de tour en avant et à gauche suivant la flèche 2, en activant le bouton de commande 64 pour pivoter vers l'avant autour de la roue arrière gauche. Le véhicule peut enfin avancer tout droit suivant la flèche 3. Pour sortir de la place de parking 82, le véhicule 80 a besoin seulement d'une largeur de voie qui est juste égale à sa longueur. La figure 9 présente un véhicule 90 qui rentre sur une place de parking 92, de manière à se garer parallèlement à la voie. La place de parking 92 prévue pour recevoir un véhicule 94 garé perpendiculairement à la voie, est assez longue pour recevoir en plus le premier véhicule 90 qui est court, et peut tout juste s'insérer dans cette place parallèlement à la voie.

Pour entrer sur la place de parking 92, le véhicule 90 recule pour engager l'arrière dans cette place de parking suivant la flèche 1, en se disposant perpendiculairement à la voie. Puis le véhicule 90 réalise un quart de tour en arrière à gauche suivant la flèche 2, en activant le bouton de commande 68 pour pivoter vers l'arrière autour de la roue arrière droite. La figure 10 présente un véhicule court 100 garé en marche arrière sur une place de parking 102 perpendiculairement à la voie, et inséré de manière ajustée entre deux autres véhicules 104 qui sont garés parallèlement à la voie. De plus, d'autres véhicules 106 sont garés de l'autre côté de la voie et dans le sens de cette voie qui est étroite. Pour sortir le véhicule 100 recule d'abord tout droit suivant la flèche 1, de manière à se dégager complètement de sa place de parking 102. Puis le véhicule 100 réalise un quart de tour en avant et à gauche suivant la flèche 2, en activant le bouton de commande 64 pour pivoter vers l'avant autour de la roue arrière gauche. Le véhicule peut enfin avancer tout droit suivant la flèche 3. Pour sortir de la place de parking 102, le véhicule 100 a besoin seulement d'une largeur de voie qui est égale à sa longueur.

Claims

REVENDICATIONS1 û Procédé de manoeuvre de pivotement d'un véhicule automobile (1) comportant des roues arrière (8) entraînées par une motorisation (2), et un moyen de freinage individuel (10) de ces roues arrière, caractérisé en ce qu'à partir d'une commande du conducteur pour un pivotement autour d'une des roues arrière (8), dans un sens avant ou un sens arrière, le procédé bloque cette roue arrière par le moyen de freinage individuel (10), et utilise un moyen de réglage automatique (36) de la commande de direction (16) des roues avant (20), de manière à disposer chaque roue avant sensiblement perpendiculairement à l'axe (50, 52) la reliant à la roue arrière de centre du pivotement, puis le procédé commande la motorisation (2) pour entraîner l'autre roue arrière, vers l'avant ou vers l'arrière suivant le sens de pivotement demandé.
2 - Procédé de manoeuvre de pivotement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre à partir d'une position des roues avant (20) disposées sensiblement en ligne droite.
3 - Procédé de manoeuvre de pivotement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre par des boutons poussoirs de commande (64, 66, 68, 70) actionnés par le conducteur, sur lesquels il faut maintenir une pression pendant la durée de pivotement du véhicule (1).
4 - Procédé de manoeuvre de pivotement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il doit recevoir un signal d'un bouton de mise en marche (60), pour passer d'un pivotement autour d'une des roues arrière (8), à un pivotement autour de l'autre roue arrière.
5 û Véhicule automobile comportant des roues arrière (8) motorisées, un moyen de freinage individuel (10) de ces roues arrière, et un procédé de manoeuvre de pivotement autour d'une des roues arrière, caractérisé en ce que ce procédé de pivotement est réalisé selon l'une quelconque des revendications précédentes.6 - Véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des biellettes de direction (16) reliant un boîtier de commande de direction (14) au moyeu de chacune des roues avant (20), ces biellettes pouvant comporter différentes longueurs sous l'effet d'un actionneur (36) piloté par le procédé de manoeuvre de pivotement. 7 - Véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque biellette de direction (16) comprend une tige télescopique (30) qui peut coulisser axialement dans un corps creux (32) en sortant d'un côté de ce corps, sous l'effet de l'actionneur (36) fixé au corps creux. 8 - Véhicule automobile selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les biellettes de direction (16) peuvent être verrouillées dans des positions définissant différentes longueurs, notamment dans une position rétractée (A) correspondant à une marche normale du véhicule dirigé par un volant de direction (12), et lors d'une mise en oeuvre du procédé de manoeuvre, dans une position intermédiaire de sortie de la tige (B) donnant la position de la roue avant (20) opposée à la roue arrière (8) de centre du pivotement, et dans une position complètement sortie de la tige (C) donnant la position de la roue avant (20) du côté de la roue arrière (8) de centre du pivotement. 9 - Véhicule automobile selon la revendication 8, caractérisé en ce que les différentes positions de verrouillage (A, B, C) sont repérées par un capteur optique (40) qui vient lire des repères optiques (42, 44, 46). 10 - Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte une machine électrique (2) qui entraîne les roues arrière (8) par un différentiel de répartition du mouvement vers ces deux roues arrière.