Brevet FR2592342A1 — publié le 19870703

La présente invention concerne un véhicule automobile et plus particulièrement un véhicule automobile à traction électrique. Les véhicules automobiles connus jusqu'ici sont constitué d'un ensemble de pièces mécaniques coûteuses, lourdes et compliquées dont certaines ont pour rôle de transmettre la rotation de l'arbre de sortie du moteur aux roues d'un ou de plusieurs essieux du véhicule. et d'autres à assurer le freinage du véhicule. Dans les véhicules connus actuellement, le fait que le moteur soit un moteur à explosion ou un moteur électrique n'a aucune influence concernant le nombre de pièces mécaniques susmentionnées, car la transmission de la sortie du moteur jusqu'aux roues se fait toujours par l'intermédiaire d'une boite de vitesses et de plusieurs autres organes de transmission selon la position du moteur par rapport aux roues motrices et l'on utilise toujours des éléments mécaniques pour le freinage. A part le coût pour la fabrication, le montage et l'en- tretien de ces éléments, leur poids porte un préjudice aux performances et à la consommation de l'énergie nécessaire au déplacement du véhicule. auquel vient s'ajouter bien sur la pollution de l'atmosphère par l'émission des gaz d'échappement des moteurs à explosion qui équipent habituellement ces véhicules. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un véhicule dont les éléments mécaniques nécessaires à l'entrainement de ses roues et au freinage sont réduits. Le véhicule selon l'invention est caractérisé par le fait que chacune de ses roues est entrainée par un moteur électrique à courant continu, que chaque moteur est muni d'un dispositif d'asservissement électronique en vitesse muni de moyens permettant de contrôler le changement de vitesse de la roue. de stabiliser la vitesse à une valeur voulue, d'empêcher le patinage de la roue, de freiner la roue et d'empêcher le blocage de la roue lors du freinage et de contrôler la différence de vitesses entre les roues d'un même essieu, que le véhicule est muni en outre d'une batterie d'accumulateurs, d'un dispositif de charge des accumulateurs, d'un processeur central apte à contrôler et commander les dispositifs d'asservissement de tous les moteurs conformément aux commandes du pilote. d'effectuer des contrôles permanents des éléments essentiels du véhicule et de lui-meme, d'avertir; le pilote de défectuosités. Les avantages de ce véhicule par rapport aux véhicules conventionnels sont les suivants : chaque roue étant entrainée individuellement par un moteur électrique tous les éléments mécaniques de transmission habituels tels que boite de vitesse, cardan, différentiel sont supprimes, De même le freinage pouvant être réalisé très efficacement directement par le moteur (frein électrique) les pièces encombrantes et consommables de freins mécaniques sont supprimées. Par des moyens purement électroniques on peut contrôler et éliminer le blocage des roues lors du freinage et le patinage des roues lorsque l'adhérence n'est pas suffisante (verglas, neige, boue, etc.). Les modifications de vitesse, tant en accélération qu'en décélération se font de manière continue en agissant directement sur l'asservissement des moteurs et sans passer par un train d'engrenages adéquat (boite de vitesses).Le véhicule ne pollue pas. La puissance étant répartie sur l'ensemble des roues le couple demandé à chaque moteur pour l'entrainement des roues est bien inférieur à celui demandé à un moteur unique et volumineux équipant habituellement les véhicules électriques pour lesquels il faut encore ajouter les pertes mécaniques dues au système de transmission et les pertes par effet Joule dues aux courants élevés circulant dans les conducteurs. Le processeur central permet de contrôler aisément les différents éléments du véhicule et de signaler au pilote les éventuelles défectuosités. Le véhicule est en outre muni d'un dispositif contrôlant les différences de vitesses entre les roues d'un essieu (différentiel, électrique). Selon une autre exécution la charge périodique des accumulateurs est assurée par un générateur électrique entrainé par un moteur thermique. Dans ce cas l'autonomie du véhicule est très grande car dès que la charge n'est pas suffisante le moteur est mis en marche et le générateur charge les accumulateurs. Le moteur peut etre de préférence un turbomoteur qui travaille à vitesse constante et qui ne pollue pratiquement pas l'atmosphère. Même en utilisant un moteur thermique conventionnel, par le fait qu'il tourne à vitesse constante et qu'il n'y a pas de changement de régime. la pollution est limitée à un minimum, le moteur travaillant à son régime optimum. Selon une autre exécution le véhicule est équipé des cellules photovoltaïques permettant le chargement des accumulateurs, solution particulièrement intéressante si le véhicule reste stationné en plein air pendant la journée. Si le véhicule est surtout appelé à se déplacer en cycle urbain, les éléments photovoltaïques et l éventuelle charge des accumulateurs par le réseau électrique domestique est suffisante. Selon une autre exécution le véhicule peut être équipé aussi bien des éléments photovoltaïques que d'un générateur entrainé par un moteur, Selon une autre variante l'entrainement du véhicule peut se limiter à l'entrainement par les roues d'un seul essieu que l'on peut choisir à volonté et selon les critères de charge du véhicule. état de route, etc. Le processeur permet de couper et de rétablir l'alimentation des moteurs des roues à volonté. D'autres caractéristiques apparaitront dans la description qui suit concernant une variante d'exécution du véhicule, La figure unique annexée représente un schéma vu en plan d'un véhicule à quatre roues conforme à l inven- tion. On a représenté le chassis du véhicule par un trait mixte 1. La position des différents éléments n'est pas forcément celle qu'il faudra retenir mais on les a disposés de sorte que le schéma soit lisible. Le véhicule comprend quatre roues 2, 3, 4, 5 entrainées chacune respectivement par un moteur électrique à courant continu 6, 7, 8, 9. Chaque moteur est contrôlé par un dispositif d'asservissement respectif 6a, 7a, 8a, 9a qui, d'une part, est alimenté par une batterie d'accumulateurs 10, 10' et d'autre part relié à un processeur central 11 qui contrôle et commande d'ailleurs tous les éléments de ce véhicule, Ce processeur central contrôle et commande, par l'intermédiaire de dispositifs d'asservissement 6a, 7a, 8a, 9a la vitesse des roues 2, 3, 4, 5 et notamment leur freinage pour éviter leur blocage. l'adhérence (patinage), la différence de vitesse des deux roues d'un essieu (différentiel électrique), l'accélération ou décélération selon les commandes du pilote, Le freinage étant obtenu par des moyens électriques, d'un côté on a un freinage très efficace et d'autre part on peut utiliser une partie de l'énergie de freinage pour charger les accumulateurs, les moteurs travaillant en tant que générateurs. Bien sûr un frein mécanique de secours équipe ce véhicule. Le processeur permet en outre de contrôler et d'informer le pilote au moyen de signaux optiques et/ou acoustiques sur l'état du fonctionnement de certains éléments, par exemple les moteurs, les accumulateurs, les dispositifs d'asservissement. Pour recharger les accumulateurs 10, 10' le véhicule est équipé d'un dispositif de charge 12 qui peut soit être relié au réseau électrique domestique, soit être relié à une batterie d'éléments photovoltaiques, soit à une autre source telle qu'un générateur 13 entrainé par un moteur thermique 14, et dans ce dernier cas le nombre d'accumulateurs peut être réduit. Le moteur 14 peut être tout moteur thermique habituel qui fonctionne soit de manière aléatoire c' est-à-dire qu'il est mis en marche lorsque la charge des accumulateurs baisse au-dessous d'une valeur prédéterminée. Ce moteur est de plus en plus sollicité à mesure que l'énergie demandée est importante pour tendre vers un régime continu quand la puissance maximale disponible est atteinte. L'intérêt d'un tel moteur fonctionnant à régime constant est qu'il permet de regler facilement le moteur à son régime optimum aussi bien du point de vue consommation que pollution. Dans ce cas l'utilisation d'une turbine à gaz (turbomoteur) s'impose, d'une part parce que son rendement à vitesse constante peut être très bon et d'autre part parce que les résidus d'échappement ne contiennent pratiquement pas d'imbrûlés ni d'oxyde de carbone. De plus l'absence de vibrations et d'à- coups de la turbine améliore le confort. Le processeur permet en outre le contrôle permanent d'autres fonctions du véhicule, comme par exemple la stabilisation du véhicule à une vitesse maximale présélectionnée par le conducteur (par exemple en fonction de la réglementation routière) l'enclenchement respectivement le déclenchement des moteurs entrainant les roues d'un essieu selon la volonté du pilote, ou automatiquement selon les conditions atmosphériques (neige, verglas) ou suivant l'adhérence du terrain. Le véhicule peut avantageusement être équipé d'une seule pédale ayant les deux fonctions d'accélérateur et de frein. Bien entendu on peut également avoir deux pédales afin de ne pas perturber les habitudes du conducteur. Le véhicule est en outre muni d'un tableau de bord T et des capteurs C détectent les mouvements de la direction et permettent d'agir en conséquence sur les dispositifs d'asservissement d'un même essieu afin de commander une différentiations des vitesses des roues d'un même essieu c'est-à-dire creer un différentiel électronique. Enfin le processeur central peut en cas de défectuosité du véhicule et selon la gravité soit diminuer la vitesse du véhicule soit commander son arret. REVENDICATIONS. 1. Véhicule automobile à traction électrique caractérisé par le fait que chacune de ses roues est entrainée par un moteur électrique à courant continu. que chaque moteur est muni d'un dispositif d'asservissement électronique en vitesse muni de moyens permettant de contrôler le changement de vitesse de la roue, de stabiliser la vitesse à une valeur voulue, d'empêcher le patinage de la roue, de freiner la roue et d'empêcher le blocage de la roue lors du freinage et de contrôler la différence de vitesses entre les roues d un même essieu, que le véhicule est muni en outre d'une batterie d'accumulateurs, d'un dispositif de charge des accumulateurs, d'un processeur central apte à contrôler et commander les dispositifs d'asservissement de tous les moteurs conformément aux commandes du pilote, d'effectuer des contrôles permanents des éléments essentiels du véhicule et de lui-même d'avertir le pilote de défectuosités. 2. Véhicule selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le dispositif de charge des accumulateurs est un générateur entrainé par un moteur thermique de préférence un turbomoteur, que le processeur central comprend des moyens permettant de commander la mise en route ou l'arrêt du moteur en fonction de la charge des accumulateurs. 3. Véhicule selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le dispositif de charge des accumulateurs est obtenu par branchement au réseau électrique ou par des cellules photovoltaïques, 4. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que le processeur central est muni des moyens permettant d'interrompre à volonté l'alimentation des moteurs des roues de l'un ou l'autre des essieux. 5. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que le processeur central est muni de moyens permettant l'enclenchement automatique de tous les moteurs en fonction de l'adhérence des roues ou de la vitesse. 6. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que le véhicule est muni d'une seule pédale ayant les fonctions d'accélérateur et de frein. 7. Véhicule selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le dispositif de charge des accumulateurs comprend des cellules photovoltaïques, un générateur entrainé par un moteur, une prise pour être branchée au réseau électrique. 8. Véhicule selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il est équipé d'un générateur entrainé par un moteur thermique, de préférence un turbomoteur tournant à vitesse constante permettant de charger les accumulateurs et/ou alimenter directement les moteurs, 9. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé par le fait que le processeur central comprend des moyens permettant d'arrêter ou de diminuer la vitesse du véhicule en cas de défectuosité. 10. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé par le fait que la direction est munie de capteurs détectant ses déplacements et agissant sur les dispositifs d'asservissement d'un même essieu pour entrainer les roues d'un même essieu à des vitesses différentes.