Les 4 roues directrices

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Description détaillée

Le système de quatre roues directrices est un système où le train avant et le train arrière tournent. Les roues d'un même essieu tournent dans le même sens. Le train arrière braque en fonction du train avant mais aussi en fonction de la vitesse. Deux stratégies différentes sont utilisées.
- La première, à faible vitesse, les roues arrière braquent dans le sens inverse des roues avant ainsi on privilégie la maniabilité. Cela permet de réduire d'environ 6% le rayon de braquage par rapport au même véhicule sans les quatre roues directrices.

 
 Source Renault

- La seconde, à vitesse plus soutenue, les roues arrière braquent dans le même sens que les roues avant. Ainsi l'arrière du véhicule a tendance à aller vers l'intérieur du virage, ce qui est à l'opposé de la force centrifuge.

 
Source Renault

Grâce à ce système l'activité au volant est diminuée (de 20 à 30%) grâce à la réduction de la démultiplication de la crémaillère.
Le premier système en automobile date des années 80. Ce sont les constructeurs Japonais qui ont testé ce système. A ce moment là, ce dernier était purement mécanique. Très vite ce système a évolué pour être comme par exemple sur la BMW 850 CSI piloté électriquement. Depuis 2008 Renault reprend ce système sur la Laguna GT et plus récemment sur Espace V, Talisman et Megane IV GT mais cette fois-ci piloté électroniquement.
Entre temps, le système a été peu  commercialisé en Europe. Pourtant cette technologie est plus courante sur des engins de travaux publics (tracteur, pelleteuse...) quelques engins militaires et sur des véhicules de compétition (courses sur glace).
Quel que soit le constructeur et quel que soit le système, les deux stratégies en fonction de la vitesse sont présentes.
Seuls les angles de braquage et les seuils de vitesse changent.
Les premiers systèmes étaient purement mécaniques; un renvoi était installé sur le système de direction avant. Ce renvoi commandait un système de train épicycloïdal qui manœuvrait une crémaillère à l'arrière.
Ensuite, le système de renvoi a été abandonné et remplacé par un vérin hydraulique commandé par des électrovannes.
Aujourd'hui sur la Laguna GT c'est un actionneur électrique et depuis Espace V le calculateur est intégré à l'actionneur.
Exemple du " 4 control" Renault.
L'élément essentiel de ce système est l'actionneur électrique. Il s'agit d'un moteur électrique à courant continu entraînant un mécanisme roue et vis sans fin. Un train planétaire est placé entre le moteur et la roue afin de réduire la vitesse de rotation et ainsi augmenter le couple au niveau de la roue.

 
 Source Renault

L'irréversibilité du système roue et vis sans fin évite alors une transmission du mouvement des roues vers l'actionneur. Une fois l'actionneur en position, l'alimentation de celui-ci peut être alors coupée.

Source Renault

Le déplacement de l'actionneur peut entraîner une variation d'angle de parallélisme de 3°30' sur chaque roue. Des capteurs transmettent en permanence la position de l'actionneur.
En dessous de 60 km/h, elles braquent en sens opposé à celui des roues avant. Le diamètre de braquage passe de 12,05 à 10,8 mètres pour une Laguna GT et de 11,2 à 10,4 mètres pour une Megane GT.

 Source Renault

Au-dessus de 60 km/h, les roues arrière braquent dans le même sens que les roues avant. Dans cette stratégie, le braquage est limité à 2°, à haute vitesse, cet angle est suffisant pour influencer le comportement du véhicule. Afin de limiter les efforts dans le mécanisme, le système ne fonctionne qu'à partir de 2 km/h.
Attention la fonction est inhibée lors d'un stationnement en mode automatique.
Si l'effort est trop important, le système est également inhibé. Par exemple si le véhicule est garé trop proche d'un trottoir, ou si la pression des pneumatiques est trop faible...

Sur Laguna GT, le système 4 control travaille avec le système ESP. (cette fonction a été supprimée depuis Espace V.

 
 Source Renault

Le 4 control a permis l'évolution de la fonction musplit vers le musplit+. Il s'agit de gérer la dérive du véhicule lors d'un freinage sur un sol à l'adhérence asymétrique. L'avantage ici est la possibilité d'agir sur les roues arrière. De ce fait, le cap est maintenu sans que le conducteur agisse sur la direction.
Un calculateur pilote l'actionneur. Il est relié au réseau CAN avec le boîtier ESP. Il récupère les données des capteurs :
- de vitesse de roues
- d'accélération latérale
- d'angle du volant
- d'angle et de vitesse de lacet.
Enfin, le calculateur a besoin des capteurs de position de l'actionneur pour contrôler le système.

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Méthodes et pratiques

Descriptif de la réparation :

• Système de gestion électronique: diagnostic, contrôle et remplacement des capteurs et actionneurs qui composent les systèmes.
• Actionneurs de braquage: diagnostic, contrôle, remplacement.
  Pour le système de gestion électronique, les opérations de contrôles consistent à vérifier électriquement (alimentation en tension, résistance, isolement et signal) tous les capteurs et les actionneurs à l'aide d'une valise de diagnostic (lecture défaut, mesure paramètres et test actionneurs), d'un multimètre et d'un oscilloscope.
  Lorsque les valeurs relevées ne correspondent pas aux données du constructeur, la pièce défaillante est remplacée.
  
  
• Dépose et repose de l'actionneur de train arrière (braquage)
  
  
• Après chaque intervention sur l' actionneur, il est impératif de faire les apprentissages et les réglages, à l'aide de l'outil diagnostic.

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Impact sur les compétences en atelier

Pour les techniciens, il doivent:

• connaître la structure des réseaux multiplexés
• connaître les protocoles et leurs modes dégradés
• maîtriser la lecture des schémas électriques.
• maîtriser toutes les fonctions de l'outil de diagnostic.
• maîtriser toutes les fonctions de l'oscilloscope et du multimètre
• connaître les procédures de configuration et de paramétrage.
• avoir des notions du  fonctionnement des capteurs et actionneurs.

les modes opératoires pour le diagnostic doivent être adapté aux systèmes de commande de 4 roue directrices (mesures hydrauliques sur une pompe HP, reparamétrage des actionneurs avec une valise de diagnostic, etc…)

Pour les non techniciens, ils doivent:

• connaître les procédures de configuration et de paramétrage.
• avoir des notions du  fonctionnement des capteurs et actionneurs du système

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Exemple d’outillage approprié

Pour les systèmes électroniques, seul l'outil constructeur est adapté. Les outils multimarques n'ont pas cette fonctionnalité car ce système est pour l'instant trop marginal