Brevet FR2482528A1 — publié le 19811120

Véhicule automobile à deux modes de traction, notamment autobus. La présente invention concerne les véhi- cules automobiles à deux modes de traction, notamment les véhicules de transport, tels que les autobus de transport public, du type comprenant une cabine de transport montée sur roues et dans laquelle est logé un moteur thermique à combustion interne accouplé mécaniquement à un train de roues motrices de cette cabine, tandis qu'il est par ailleurs associé à ce véhicule un ensemble de traction électrique constitué d'une batterie d'accumulateurs et d'un moteur électrique qui est électriquement relié à cette batterie et dont l'arbre de sortie est mécaniquement accouplé à un train de roues motrices associé au véhicule. Grâce à cet agencement, le véhicule peut se déplacer soit grâce à la seule traction de son moteur thermique lors- que l'on peut bénéficier des divers avantages de celui-ci (autonomie con- sidérable, chauffage aisé de la cabine, charge utile élevée, puissance disponible très importante), sans en craindre les inconvénients (forma- tion constante de fumées nauséabondes et toxiques et niveau sonore élevé permanent, nuisibles au confort et à la santé des piétons), ce qui est par exemple le cas en banlieue ou sur route, soit grâce à la seule trac- tion électrique, lorsque les inconvénients du moteur thermique deviennent prononcés (par exemple dans un centre-ville, une zone d'habitation ou une zone de loisirs), ce qui présente en outre, divers avantages complémen- tair-.s (conduite très a'sée, suppression de toute Lonsommation de produits pétroliers). Toutefois, dans les véhicules connus de ce type, l'ensemble de traction électrique est également logé dans la cabine du véhicule, ce qui tout d'abord réduit considérablement l'espace dispo- nible; or, cette réduction n'est par exemple pas admissible dans un auto- bus et plus particulièrement dans les autobus de faible capacité, dits "minibus", et par ailleurs elle interdit l'application de cette traction mixte dans les véhicules de transport de marchandises de faible volume comme des camionnettes de livraison. En outre, et ce second inconvénient est absolument essentiel, cette réalisation exige la production de véhi- cules spécialisés, qui ne peuvent donc rentrer dans le cadre d'une fabri- cation en grande série et qui, par ailleurs, ont exigé un investissement considérable et inutile lorsque, pour des raisons d'organisation d'un réseau, on ne les utilise plus qu'en traction thermique seule. - 1 - C'est pourquoi l'invention a pour but de ré- soudre ce problème, c'est-à-dire de fournir un véhicule du type précité qui offre la même capacité qu'un véhicule à seule traction thermique, qui puisse être produit, sans modification importante, en grande série et qui enfin puisse être utilisé sans inconvénient en traction thermique seule. A cet effet, l'invention a pour objet un véhi- cule du type précité, caractérisé en ce qu'il est muni d'une remorque mon- tée sur roues motrices et attelée à l'arrière du véhicule, par l'interné- diaire d'un attelage permettant la poussée du véhicule, cette remorque contenant la batterie d'accumulateurs et le moteur électrique dont l'arbre de sortie est mécaniquement accouplé aux roues motrices de la remorque. Ainsi, le véhicule proprement dit peut être constitué par un véhicule classique, de série, et celui-ci ne demande que de très légers aménagements d'attelage arrière pour lui permettre de rece- voir la remorque. Un tel véhicule n'appartient donc pas à une flotte spé- cialisée, ce qui favorise les opérations d'achat, de revente et d'entre- tien. A celà s'ajoute le fait que tous les véhicules de même tonnage, et quelle que soit leur marque, peuvent recevoir un même modèle de remorque pousseuse, de sorte que, dans le cas d'un réseau de transport public, il suffit de disposer d'un nombre donné de remorques pour pouvoir équiper de la propulsion électrique tout type de véhicule. Ces mêmes véhicules peuvent, bien entendu, continuer de rouler en solo, c'est-à-dire sans remorque, lorsque l'exploitation l'exige. Ces nombreux avantages sont complétés par un prix très compétitif de l'installation, une mise en oeuvre extrêmement rapide et surtout par la conservation intégrale de la charge utile du véhicule proprement dit. Il résulte de ce qui précède que l'invention trouve l'une de ses applications les plus avantageuses sur les véhicules de transport en commun tels que les autobus, mais elle peut également être utilisée, dans le cas du transport de marchandises, sur des camion- nettes de livraison. Par ailleurs, et c'est là également un avan- tage essentiel, pendant les deux modes de fonctionnement, le moteur élec- trique, qui est accouplé en permanence aux roues de la remorque, peut, grâce à une commande liée à la pédale de frein, fonctionner en génératrice et réaliser ainsi un ralentissement notable en récupérant une partie de l'énergie de freinage sous forme de recharge de la batterie. - 2 - Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, l'attelage de la remorque peut être un attelage articulé en rotation autour d'un axe vertical, ce qui facilite le déplacement de l'ensemble. De préférence, la remorque peut contenir ex- clusivement l'ensemble de traction électrique et un dispositif de trans- port de matériel ou bagages, mais le plus avantageusement,cette remorque peut ne contenir exclusivement que l'ensemble de traction électrique, ce qui réduit au minimum son poids et son encombrement et donc facilite la manoeuvre de l'ensemble, surtout dans une circulation très:concentrée telle que celle d'un centre-ville. De manière particulière, cette même remorque peut comporter un plancher monté: sur les roues motrices et au-dessus duquel es.t disposée la batterie d'accumulateurs, tandis que le moteur électrique est fixé au-dessous de ce plancher. De préférence, une troisième rouepivotante et escamotable, peut être disposée à l'avant de la remorque, ce qui rend sa manipulation aisée lorsqu'elle est séparée du véhicule, cette remorque pouvant être ainsi déplacée par une seule personne. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, à,titre d'exem- ple non limitatif et en regard des dessins annexés sur. lesquels: - la Fig. 1 représente une vue en perspective d'un véhicule suivant un mode de réalisation particulier conforme à l'in- vention, - la Fig. 2 représente une vue en perspective à plus grande échelle et sans carter, de la remorque de ce véhicule, - la Fig. 3 représente une vue de côté en coupe de cette même remorque, - la Fig. 4 représente schématiquement une vue de dessus illustrant le circuit de commande en fonctionnement ther- mique ou électrique, - la Fig. 5 représente un réseau d'exploita- tion sur lequel peut être utilisé ce véhicule. Le véhicule 1 représenté par.la Fig. 1 est. un autobus de transport public de petite capacité, dit "mini-bus", cet autobus étant un véhicule de série qui ne présente qu'une légère modifi- - 3 - cation d'aménagement constituée par des organes 2 de fixation d'un atte- lage qui sont disposés sur la face arrière la de cet autobus. Cet autobus est normalement constitué d'une cabine de transport qui est montée sur des roues 3 et dans laquelle est logé un moteur à combustion interne 4 tel qu'un moteur dièsel, celui-ci étant accouplé mécaniquement à un train de roues motrices de la cabine. Comme le montre également la Fig. 1, ce même autobus 1 est muni d'une remorque 5 qui est montée sur des roues motrices 6 et qui est attelée àl'arrière du véhicule par-l'intermédiaire d'un atte- lage 7. Comme le montre plus précisément la Fig. 2 sur laquelle le carter 5a de la remorque est supposé enlevé, cette remorque comporte un plancher 8 qui, dans l'ensemble est horizontal, et dont la partie principale,qui comporte en particulier des traverses 8a (Fig. 3), est fixée, par l'intermédiaire de moyens de suspension non représentés, sur un pont moteur 9 (Fig. 3) qui relie les deux roues 6. A l'avant de cette partie principale, le plancher 8 présente une partie contrecoudée 8b qui est constituée par une face inclinée vers le bas, qui se prolonge elle-même par l'attelage 7..Cet attelage 7 présente une forme triangu- laire classique dont le sommet 7a est constitué par un pivot qui permet l'articulation de l'attelage, autour d'un axe vertical X-X sur un premier élément de fixation 2a de la plaque arrière de fixation 2 de l'autobus. Il est également prévu, entre les éléments latéraux de l'attelage 7 et deux autres points de fixation 2b de la plaque 2, des stabilisateurs 10 assurant le maintien de la remorque contre tout mouvement de lacet anor- mal. Comme le montrent également les Fig. 2 et 3, la partie principale 8 du plancher reçoit une batterie d'accumulateurs Il constituée par exemple de vingt-quatre accumulateurs disposés sur une seule épaisseur et occupant toute la surface de cette partie de plancher. Comme le montre la Fig. 3, un moteur élec- trique 12 est fixé sous la partie principale du plancher 8, entfée sa partie avant inclinée 8b et le pont 9, l'arbre de sortie 12 de ce moteur étant disposé dans le plan horizontal de l'axe Y du pont de manière à être accouplé mécaniquement à ce même pont 9. Sous cette même partie prin- cipale 8 du plancher, se trouvent également fixés, à l'arrière du pont 9, un chargeur électrique 13 et un moto-générateur 120V/12 V. Enfin, un bloc - 4 - de régulation 14 se trouve enfermé dans un boîtier qui est posé et fixé à l'avant de la partie inclinée 8b du plancher, en saillie sur l'attelage 7, ce bloc étant accessible par un couvercle 13a du boîtier. Le carter 5a est constitué par une coque qui enveloppe totalement l'ensemble du plancher et des éléments qui y sont fixés, à savoir la batterie, le moteur 12, le chargeur 13 et le bloc de régulation 14. La remorque comporte enfin une troisième roue de petit diamètre, pivotante et escamotable, 15 qui est-disposée à l'avant de la remorque, sous l'attelage 7. Comme le montre encore la Fig. 2, un câble de raccordement 16 sort du bloc de régulation 14 en présentant.à son ex- trémité une prise qui permet le raccordement sur un élément associé 2c de la plaque arrière de l'autobus. Comme le montre plus précisément la Fig. 4, le moteur électrique 12, qui peut être constitué par tout type de moteur classique à courant continu, est relié par un câble électrique 12b au bloc de régulation 14, tandis que le chargeur 13 est également relié à ce même bloc 14 par des câbles 13b. -Par ailleurs, comme le montre toujours la Fig. 4, le moteur thermique 4 du véhicule 1 proprement dit, comporte une pompe à injection 16 qui est reliée par un -levier 1ia à une tige 16b qui peut être reliée par l'intermédiaire de la pédale d'accélérateur à un con- ducteur 17a qui aboutit à un bloc 18 de commande de sélection-du mode de traction. Ce bloc 18 est relié à un- organe inverseur 19 à deux positions qui peut être manoeuvré par le conducteur, entre une-position traction thermique et une position traction électrique. Ce même bloc de commande 18 est relié par un câble 18a à la prise 2c et par conséquent au bloc de régulation 14, par un conducteur 18b à un inverseur d'alimentation 12 V , et par un conducteur 18c à un dispositif 21 de verrouillage de point mort. Ce dispositif 21 est par exemple constitué par deux peignes orien- tés à 900 l'un par rapport à l'autre et coopérant avec le levier de vi- tesse 22a de la boîte de vitesse 22 associée au moteur thermique 4 pour entraîner les roues motrices 3, de manière à immobiliser ce levier en position de point mort lorsque ces organes sont actionnés par des solé- noYdes du bloc de commande 18. L'inverseur 20 est relié par un câble 20a d'alimentation 12 V à un alternateur 12 V 23 qui est associé au moteur 4, tandis que par ailleurs ce même inverseur est interposé sur un câble - 5 - 2482'528 - 6 - 12 V 20b qui relie la prise 2c à une batterie 12 V 24. Celle-ci est elle- même reliée par un câble 24a à un moteur 12 V 25 qui est accouplé à une pompe hydraulique de freinage 26, elle-même reliée au circuit 26a de freinage hydraulique du véhicule. Cette même pompe est reliée par un con- ducteur 26b à un contact 26c qui peut être relié par l'intermédiaire de la pédale de frein à un conducteur 27a à la prise 2c de liaison au bloc de régulation 14. Il est enfin prévu deux rhéostats 28 et 29 dont les curseurs sont solidaires respectivement de la pédale d'accélérateur 17 et de la pédale de frein 27, tandis qu'ils sont par ailleurs reliés par des câbles 28a et 29a respectivement à la prise 2c et au bloc de commande 18. La double ligne constituée par les conduc- teurs 27a et 28a constitue une commande de ralentissement pour le moteur 12, assurant ainsi une sécurité de fonctionnement. L'organe de verrouillage de point mort 21 pré- sente le grand intérêt d'assurer l'interdiction du démarrage thermique tant que le conducteur n'a pas agi sur l'inverseur 19 pour actionner la commande de sélection du mode thermique par l'intermédiaire du bloc 18. Grâce à cette possibilité d'inversion, il est donc possible d'obtenir soit une traction thermique, soit une traction électrique, chaque mode de traction présentant les avantages respectifs indiqués plus haut. 1 C'est ainsi en particulier que, comme le montre la Fig. 5, un véhicule par exemple constitué par un autobus de transport public, neut suivre un trajet successif entre un déopt 30, une première section de route 31, un terminus 32, un seconde section de route 31a, une rue 33 située dans une zone de loisirs 34,. un troisième tronçon de route 31b, une seconde rue ou succession de rues 33a située dans un-centre-ville-ou une zone piétonne 35, un quatrième tronçon de route 31c, une troisième rue 33b située dans une zone d'habitation 36, et enfin un cinquième tronçon de route 31d qui l'amène à un second ter- minus 32a. Sur un tel trajet, l'autobus peut utiliser le fonctionnement thermique sur les tronçons de route 31, 31a, 31b, 31c et 31d, tandis qu'il peut par contre adopter le mode de fonctionnement électrique dans les rues 33, 33a et 33b. Il est tout aussi possible d'utiliser l'auto- bus seul (en fonction thermique),et ceci en séparant la remorque 5 de l'autobus proprement dit 1, en raison du montage amovible de l'attelage 7, des stabilisateurs 10 et du câble de commande électrique 16,par rapport à la plaque arrière 2 de cet autobus. 2 48 25,28 -7- A seul titre indicatif, il convient de préciser que, en fonctionnement thermique, l'ensemble de l'installation de la Fig. 4 fonctionne à la manière habituelle, à la seule exception du bloc de commande 18, de l'inverseur 19 et du dispositif de verrouillage 21 'qui sont tous trois hors service, étant par ailleurs noté que la batte- rie 24 du véhicule est rechargée normalement à partir de l'alternateur 23 par l'intermédiaire de la ligne 20a et non pas par la ligne 20b. Par contre, en fonctionnement électrique, les différents éléments précités sont en service, mais le moteur 4 n'étant pas mis en marche, la pompe 16 n'est pas actionnée par le levier 16a,tandis que par ailleurs, l'alternateur 23 étant également à l'arrêt, la batterie 24 est rechargée à partir du-moto-générateur 13 par l'inter- médiaire de la ligne 20b. -8 - REVENDICATIONS 1 ) - Véhicule automobile à deux modes de trac- tion, notamment autobus de transport public, du type comprenant une cabine de transport montée sur roues et dans laquelle est logé un moteur thermique à combustion interne accouplé mécaniquement à un train de roues motrices de cette cabine, tandis qu'il est par ailleurs associé à ce véhi- cule un ensemble de traction électrique constitué d'une batterie d'accu- mulateurs et d'un moteur électrique qui est électriquement relié à cette batterie et dont l'arbre de sortie est mécaniquement accouplé à un train de roues motrices associé au véhicule, caractérisé en ce qu'il est muni d'une remorque (5) montée sur roues motrices (6) et attelée à l'arrière du véhi- cule, par l'intermédiaire d'un attelage (7) permettant la poussée du véhi- cule, cette remorque (5) contenant la batterie d'accumulateurs (11) et le moteur électrique (12) dont l'arbre de sortie (12a) est mécaniquement accou- plé aux roues motrices (6) de la remorque. 15.20) - Véhicule selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'attelage (7) de la remorque (5) est un attelage articulé en rotation autour d'un axe vertical (X-X). 3 ) - Véhicule selon l'une quelconque des revendi- cations 1 et 2, caractérisé en ce que la remorque (5) contient exclusivement l'ensemble de traction électrique (11-12) et un dispositif de transport de matériel ou bagages. ) - Véhicule selon la revendication 3, caracté- risé en ce que la remorque contient exclusivement l'ensemble de traction électrique (11-12). 50) - Véhicule selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que la remorque comporte un plancher (8) monté sur les roues motrices (6) et au-dessus duquel est disposée la batte- rie d'accumulateurs (11), tandis que le moteur électrique (12) est fixé au-dessous de ce plancher (8). 6 ) - Véhicule selon la revendication 5, caracté- risé en ce que l'arbre de sortie du moteur électrique (12) est disposé dans le plan horizontal de l'axe (Y) des roues motrices (6). - 9 -2482528 7 ) - Véhicule selon la revendication 6, caracté- risé en ce que les roues motrices (6) sont réunies par un pont (9) auquel est accouplé l'arbre de sortie (12a) du moteur électrique (12). 8 ) - Véhicule selon l'une quelconque des reven- dications 5 à 7, caractérisé en ce qu'un chargeur électrique (13) est fixé à demeure sur le plancher (8) de la remorque (5). 9 ) - Véhicule selon l'une quelconque des reven- dications 5 à 8, caractérisé en ce que le plancher (8) présente à l'avant une partie inclinée vers le bas (8b) sur laquelle repose un bloc de régula- tion (14). ) - Véhicule selon l'une quelconque des reven- dications 1 à8, caractérisé en ce qu'une troisième roue (15), pivotante et escamotable, est disposée à l'avant de la remorque (5). 11 ) - Véhicule selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 10, caractérisé en ce que, dans le cas o un bloc de commande de sélection de fonctionnement thermique ou électrique (18-19) est disposé- dans le véhicule proprement dit (1), un dispositif (21) de verrouillage du levier de vitesses (22a) au point mort est relié à ce bloc de commande (18-19).