FR3095631A1 - Systeme de direction de vehicule automobile equipe de deux volants de direction - Google Patents

Abstract

Système de direction de véhicule automobile comprenant un boîtier (2) équipé d’une crémaillère coulissante de commande du pivotement des roues avant du véhicule (6), comprenant un premier volant (10) fixé sur une première colonne de direction dont l’extrémité entraîne par un premier pignon la crémaillère, et comprenant un deuxième volant (10) fixé sur une deuxième colonne de direction, le boîtier (2) comportant un deuxième pignon entraînant la crémaillère, la deuxième colonne de direction étant reliée à ce deuxième pignon. Figure pour l’abrégé : Figure 1

Description

SYSTEME DE DIRECTION DE VEHICULE AUTOMOBILE EQUIPE DE DEUX VOLANTS DE DIRECTION

La présente invention concerne un système de direction de véhicule automobile, ainsi qu’un véhicule automobile comportant un tel système de direction.

Certains véhicules équipés de fonctions de conduite autonome, ou prévus pour réaliser un apprentissage par un élève du roulage avec des fonctions de conduite autonome, doivent comporter deux postes de conduite aux places avant permettant à l’élève et à un moniteur qualifié assis à côté d’assurer chacun la conduite du véhicule en utilisant son poste.

En particulier certaines fonctions de conduite autonome réalisent dans des conditions favorables un roulage automatique du véhicule, mais dans d’autres conditions émettent des signaux pour le conducteur, par exemple sonores et visuels, lui demandant une reprise en main de la conduite. Dans ce cas l’élève doit apprendre à réagir pour assurer cette reprise en main en toute sécurité.

Pour réaliser cet apprentissage on peut notamment utiliser un véhicule à deux postes de conduite, sans fonction de conduite autonome, comportant un moniteur qualifié assis à côté de l’élève, qui est masqué. Le moniteur effectue une conduite similaire à celle donnée par la fonction de conduite autonome, comprenant des phases d’intervention de l’élève pour lui permettre d’apprendre à les réaliser.

Cette méthode de formation ne nécessite pas de véhicule équipé des fonctions de conduite autonome, représentant généralement un coût élevé et une disponibilité limitée.

Des véhicules à deux postes de conduite sont aussi utilisés pour d’autres fonctions, comme l’apprentissage de la conduite sportive.

Un type de système de direction pour véhicule avec deux postes de conduite, présenté notamment par le document FR-A1-3055291, comporte du côté gauche un volant principal habituel monté sur une colonne de direction dont l’extrémité avant entraîne un boîtier comprenant une crémaillère coulissant transversalement, pour faire pivoter les roues avant du véhicule.

Du côté droit du véhicule un volant additionnel est fixé sur une deuxième colonne de direction qui s’arrête au niveau de la planche de bord.

Une crémaillère transversale de liaison disposée dans la planche de bord, comporte à chaque extrémité des dentures engrenant sur un pignon d’un arbre intermédiaire parallèle à la colonne de direction, cet arbre entraînant à son tour la colonne par deux pignons d’entraînement.

On obtient ainsi une liaison mécanique au niveau des deux colonnes de direction, qui permet de synchroniser leurs mouvements.

Toutefois la liaison transversale constitue un ensemble mécanique encombrant, lourd et cher à fabriquer. Ce système complexe comprenant plusieurs liaisons d’entraînement peut prendre du jeu, et présente des risques de blocage.

De plus les forces de frottement plus importantes données par cette liaison transversale obligent à modifier les lois d’asservissement du mécanisme motorisé de direction assistée, pour retrouver un fonctionnement normal auquel les conducteurs sont habitués.

La présente invention a notamment pour but d’éviter ces inconvénients de la technique antérieure.

Elle propose à cet effet un système de direction de véhicule automobile comprenant un boîtier équipé d’une crémaillère coulissante de commande du pivotement des roues avant du véhicule, comprenant un premier volant fixé sur une première colonne de direction dont l’extrémité entraîne par un premier pignon la crémaillère, et comprenant un deuxième volant fixé sur une deuxième colonne de direction, ce système étant remarquable en ce que le boîtier comporte un deuxième pignon entraînant la crémaillère, la deuxième colonne de direction étant reliée à ce deuxième pignon.

Un avantage de ce système de direction est que la liaison entre les deux colonnes de direction se fait directement par la crémaillère, avec les deux pignons entraînant chacun cette crémaillère, ce qui donne pour chacun des volant un fonctionnement classique de la direction sans frottement additionnel.

De plus le système comprenant seulement le deuxième pignon pour entraîner la crémaillère par la deuxième colonne, ajoute peu de composants ce qui réduit son encombrement, sa masse et son coût de fabrication.

Le système de direction selon l’invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.

Avantageusement, le système de direction comporte une motorisation d’assistance de la direction.

Dans cas, avantageusement le système de direction comporte un capteur de couple pour chaque colonne de direction.

De plus, avantageusement le système de direction comporte un calculateur de priorité d’information de couple, recevant des informations de chaque capteur de couple.

Dans ce cas avantageusement le calculateur de priorité d’information de couple comporte une fonction qui suivant le volant utilisé pour la conduite du véhicule, sélectionne l’information venant du capteur de couple de ce volant.

Avantageusement, le boîtier de direction est formé par deux demi-boîtiers assemblés.

Dans ce cas, avantageusement les deux demi-boîtiers sont assemblés par un manchon central couvrant à la fois les extrémités centrales de ces deux demi-boîtiers.

De plus, avantageusement le manchon couvre des parties cylindriques usinées de ces demi-boîtiers.

L’invention a de plus pour objet un véhicule automobile équipé de deux postes de conduite aux places avant, comportant un système de direction comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes.

En particulier, le véhicule peut comporter des fonctions de conduite autonome.

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 :

est un schéma d’un système de direction suivant l’invention ;

est une vue du côté avant du boîtier avec crémaillère de ce système de direction ; et

présente en coupe axiale la partie centrale de ce boîtier de direction.

Les figures 1 et 2 présentent un système de direction comprenant un boîtier de direction 2 formant un carter équipé d’une crémaillère disposée transversalement dans le véhicule, reliée à chaque extrémité par une biellette 4 équipée de rotules entraînant une roue avant 6 pour la faire pivoter. La direction longitudinale avant du véhicule est indiquée par la flèche AV.

Le boîtier 2 est fixé au berceau avant du véhicule par deux vis 30 disposées verticalement.

Chaque place avant du véhicule comporte un volant 10 fixé sur une colonne de direction 12 comprenant un arbre de colonne 14 recevant le mouvement de ce volant. L’extrémité avant de chaque arbre de colonne 14 est fixée à l’extrémité arrière d’un arbre final 32, maintenu par un support d’arbre 24, 26 formé dans le boîtier de direction 2.

Chaque extrémité de la crémaillère comporte une denture recevant un pignon fixé à l’extrémité avant de l’arbre final 32 disposé de son côté. De cette manière chaque volant 10 peut entraîner la crémaillère et diriger le véhicule, avec une qualité d’entraînement comprenant des jeux et des frottements qui est identique pour les deux côtés.

Le support d’arbre du côté gauche 24 comporte une motorisation 34 qui applique un couple d’assistance de direction sur la crémaillère par l’intermédiaire de l’arbre final 32 et de son pignon, s’ajoutant à celui délivré par le conducteur sur un des volants 10 pour réduire l’effort à appliquer sur ce volant. Le support d’arbre du côté droit 26 forme uniquement un guidage de son arbre final 32, sans motorisation.

Le boîtier de direction 2 est réalisé en prenant la moitié gauche d’un boîtier de direction avec conduite à gauche, équipée de la motorisation 34, et la moitié droite d’un boîtier de direction avec conduite à droite, comprenant le support d’arbre 26 qui n’est pas équipé d’une motorisation car pour ces véhicules la motorisation reste du côté gauche. Les deux moitiés des boîtiers de direction venant d’une production courante, sont reliées par un manchon central 40.

Chaque support d’arbre 24, 26 conserve le capteur de couple 16 qui est monté habituellement sur les boîtiers de direction pour conduite à gauche et à droite, mesurant pour chacun le couple appliqué par le volant 10 sur l’arbre final 32. Pour le côté gauche la liaison habituelle 18 du capteur de couple 16 n’est pas reliée directement à sa motorisation 34, comme pour les véhicules avec conduite à gauche. Les deux capteurs de couple 16 transmettent leurs informations à un calculateur de priorité d’information de couple 20, qui connaissant le poste de conduite utilisé pour la conduite du véhicule, choisi l’information venant du capteur de ce côté utilisé pour commander la motorisation d’assistance 34.

On obtient ainsi quel que soit le poste de conduite utilisé, un niveau d’assistance de la direction équivalent à celui d’un véhicule avec un unique poste de conduite.

La figure 3 présente les extrémités centrales des deux demi-boîtiers de direction, qui ont reçues un usinage extérieur pour former une partie cylindrique s’ajustant dans le manchon central 40. On obtient avec une longueur suffisante du manchon 40 une liaison fortement rigide entre les deux demi-boîtiers de direction, qui se trouvent parfaitement alignés.

Chaque demi-boîtier 2 étant fixé au berceau avant du véhicule par une vis 30, la liaison entre ces parties par le manchon central 40 n’est pas soumise à un effort élevé.

La crémaillère intérieure 42 est refaite en usinant de chaque côté les dentures que l’on trouve à la fois sur les deux véhicules à conduite à droite et à gauche, pour recevoir les pignons des arbres avant 32.

En reprenant ainsi deux boîtiers complets de véhicules à conduite à droite et à gauche, produits en grande série avec des coûts faibles, et avec un minimum d’usinages et de pièces complémentaires, on obtient un système de direction pour véhicule avec double poste de conduite présentant chacun toutes les caractéristiques de fonctionnement de la direction et d’assistance que l’on peut trouver sur un véhicule standard.

De plus avec la reprise des éléments de grande série fonctionnant dans des conditions similaires, la sécurité du véhicule reste assurée.

En variante on peut former le boîtier de direction 2 à partir d’une seule pièce moulée et usinée, réalisée de manière spécifique pour les véhicules à deux postes de conduite, recevant ensuite des composants utilisés pour les productions en série des véhicules avec conduite à gauche et à droite. On obtient ainsi un boîtier plus robuste assurant une meilleure sécurité.

Claims (10)

1. Système de direction de véhicule automobile comprenant un boîtier (2) équipé d’une crémaillère coulissante (42) de commande du pivotement des roues avant du véhicule (6), comprenant un premier volant (10) fixé sur une première colonne de direction dont l’extrémité entraîne par un premier pignon la crémaillère (42), et comprenant un deuxième volant (10) fixé sur une deuxième colonne de direction, caractérisé en ce que le boîtier (2) comporte un deuxième pignon entraînant la crémaillère (42), la deuxième colonne de direction étant reliée à ce deuxième pignon.
2. Système de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte une motorisation d’assistance de la direction (34).
3. Système de direction selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il comporte un capteur de couple (16) pour chaque colonne de direction.
4. Système de direction selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’il comporte un calculateur de priorité d’information de couple (20), recevant des informations de chaque capteur de couple (16).
5. Système de direction selon la revendication 4, caractérisé en ce que le calculateur de priorité d’information de couple (20) comporte une fonction qui suivant le volant utilisé (10) pour la conduite du véhicule, sélectionne l’information venant du capteur de couple (16) de ce volant (10).
6. Système de direction selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier de direction (2) est formé par deux demi-boîtiers assemblés.
7. Système de direction selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux demi-boîtiers sont assemblés par un manchon central (40) couvrant à la fois les extrémités centrales de ces deux demi-boîtiers.
8. Système de direction selon la revendication 7, caractérisé en ce que le manchon (40) couvre des parties cylindriques usinées de ces demi-boîtiers.
9. Véhicule automobile équipé de deux postes de conduite aux places avant, caractérisé en ce qu’il comporte un système de direction selon l’une quelconque des revendications précédentes.
10. Véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il comporte des fonctions de conduite autonome.