Brevet FR2599678A1 — publié le 19871211

DESCRIPTION Titre de l'invention: Système automatique de- production et de gestion d'énergie motrice pour véhicule terrestre de tout type. Indication du domaine technique de l'invention La présente invention se substitue à ensemble moteur sur tout véhicule à roues: motocycle,cycloDoteur,automobile camion, tracteur agricole,etc.... I1 s'agit d'un système dynamique permettant d'assurer la propulsion d'un véhicule terrestre à un coût minimum, par une gestion optimale des flux énergétiques mis en jeu. Le but est d'économiser l'énergie motrice nécessaire au fonctionnement aléatoire d'un véhicule au cours d'un trajet quelconque en gérant les pointes d'énergie mises en jeu lors des phases d'accélération ou de montée et en éliminant les gaspillages d'énergie occasionnés par les freinages,décélérations,descentes et arrCts. Le présent système intégré de production,de stockage et de distribution d'énergie fait appel à de traditionnels moyens mécaniques,électriques,électroniques et thermiques, mais son originalité réside en l'intégration optimale de ces différents composants en un ensemble cybernétique par l'utilisation des techniques de l'automatique. I.'état de la technique dans le secteur considéré: I/Les voies de recherche depuis vingt ans: Depuis vingt ans ,on a assisté à la concurence de deux voies de recherche: celle de la voiture électrique et celle de la voiture électronique. ~a~toi~uge électriaue: Pourquoi ne pas offrir à la clientèle une voiture entièrement nouvelle ? Ce serait une voiture électrique:parce qu'elle ne polluerait pas et surtout parce que le moteur électrique était à première vue le seul directement juste. fiable d'une commande électronique. Mais à vrai dire, au cours des années coulées ,le problème a peu évolué. Le moteur électrique possède toujours les défauts de ses qualités,et l'on ne sait toujours pas emmagasiner de grandes quantités d'électricité. Deux formules théoriquement acceptables ont été envisagées: a) une automobile électrique alimentée par un combustible (hydrogène ou hydrocarbure) transformé en électricité à l'aide d'une pile à combustible.Mais là encore, en dépit des espoirs que font naitre certaines "piles de puissance" on se heurte à des obstacles de poids.Et tout se passe comme si un certain nombre de firmes avaient perdu l'espoir de construire à brève échéance des routières qui pourraient utiliser des piles à combustible. b) une automobile iso-électrique alimentée avec de l'essence comme nos voitures actuelles à cette différence près que les hydrocarbures feraient tourner un moteur à comSus:lon nc'r propulseur.Ce moteur serait couplé à une dynamo et lton enverrait le courant vers quatre moteurs électriques logés dans les roues du véhicule.Le moteur à combustion tourne à vitesse constante, ce qui minimise usure et consommation,l'adoption de mesures anti-pollution se trouvant grandement facilitée;;de plus des accumulateurs seraient évidemment montés en tampon sur le circuit de la dynamo La~voiture élec tronîaue C'est une erreur de croire qu'il faut absolument électrifier la propulsion avant d'électroniser la voiture.Au contraire il n'est pas impossible que l'électronique empêche l'avénement du moteur électrique.On staperçoit qu'on est en train d'enregistrer dans ce domaine un mouvement comparable à celui qui a eu lieu depuis le début du siècle avec les équipements électriques. On a découvert qu'il est très intéressant d'utiliser un carburateur électronique:on tire le parti maximal du moteur on le fatigue moins et en mSme temps on réduit sensiblement la pollution.De son coté, l'allumage électronique ignore l'action mécanique et il peut entre réglé à volonté.C'est l'avance à l'allumage optimisée ,réplique logique de la carburation optimisée.Ces deux facteurs se traduisent par une plus grande longévité du moteur et par une réduction de la consommation d'essence. L'électronique ne se contente pas d'optimiser le fonction. nement du moteur,elle renseigne le conducteur qui n'a connaissance de certains paramètres que de façon indirecte. I1 est possible de commander l'affichage de la température du radiateur,ou celle de la charge des accumulateurs. On a la possibilité d'afficher à volonté la consommation d'essence donnée par la mesure brute du débit-mètre,ou la consommation kilométrique calculée à partir de la précédente par un bloc logique qui est couplé au compteur. Le g-mètre automobile est un appareil directement dérivé des accéléromètres qui équipent avions eut fusées.Le g-mètre fait connattre les accélérations et les décélérations et joue un roule extrêmement intéressant pour apprécier la qualité d'un freinage.L'opération de freinage est optimisée avec le freinage électronique qui transforme la pédale en un "donneur d'ordres".Le conducteur commande un freinage d'autant plus énergique qu'il appuie davantage.S'il pousse la pédale à fond il commande le freinage maximal.A ce moment, un capteur mesure la friction sur les disques,la consigne étant d'assurer la friction la plus grande tout en évitant le blocage des roues. Autrement dit,au moment où les pneus sont sur le point de patiner, le système électronique commande automatiquement un relâchement du freinage. 2/les recherches atronnéos àr l'ER13A Grâce à 1'ERDA (Agence américaine pour les économies d'énergie) depuis une dizaine d'années,des firmes américaines comme Airesoarch Manufacturing ont procédé à des recherches sur une automobile à moteur électrique,utilisant des microprocesseurs pour contrôler le débit des batteries et pourvus d'un système de freinage régénératif c'est à dire capable de-récupérer l'énergie cinétique du véhicule en ralentissement Donc le système propulseur fait appel à la fois à une combinaison de batteries,de moteurs électriques et d'un volant capable d'absorber puis de restituer l'énergie en fonction des besoins.L'ensemble du système se comporte comme une transmission électromécanique de rapport infiniment variable. Ce véhicule rigoureusement non polluant et silencieux ne fait pas appel pour l'éssentiel à des technologies nouvelles mais il nécessite un poids important de batteries au plomb (G) La figure I schématise le dispositif adopté par AiResearch: Le volant (A) qui tourne à très grande vitesse, entrain par l'intermédiaire d'un réducteur épicycloidal (B) un arbre récepteur lié à la cage des pignons satellites; la couronne de ce réducteur est elle-meme dotée d'une denture extérieure sur laquelle engrène le pignon d'un moteur électrique (générateur C sur le schéma) chargé de contrôler la vitesse de rotation de ladite couronne; quant au moteur électrique de propulsion (D) proprement dit (utilisable également comme génératrice) il attaque directement l'arbre récepteur, lequel entrain à son tour par l'intermédiaire d'une classique transmission à chaîne (E) le différentiel de l'arbre des roues. Une logique électronique (F) règle les courants d'excitationdu générateur (Cj et du moteur (D) en sens et en intensité.Le conducteur commande à la logique électronique (F) à l'aide de la pédale de frein (H) ou de la pédale d'accélérateur (I) . 3/Les économies de carburant et la transmission: Puisque, sur dix litres d'essence tirés du réservoir, quatre sont inéluctablement perdus (en vertu du principe de Carnot), où se dissipe l'énergie contenue dans les six autres? Ralle se répartit en plusieurs postes: .Imperfections du moteur: une partie du carburant le traverse sans meme etre transformé, et se retrouve dans les gaz diechap- pement sous forme d'imbrûlés. .Dissipations sous forme de chaleur: par rayonnement au niveau de la culasse, du collecteur, du tuyau d'échappement, du bloccylindres, etc... Frottements mécaniques: pistons contre cylindres, bielles sur vilebrequin, vilebrequin sur ses paliers, etc... OEntrainement des accessoires: pompe à eau, alternateur, verlti- lateur,etc... 0Effet de "pompage" des gaz admis: en descendant dans les cylindres, les pistons aspirent l'air (auquel se mélange le carburant) à la manière d'une seringue. Un effort non négligeable est consacré à cette opération. .Organes de transmission: engrenages de la botte de vitesses, joints d'arbres de transmission. .Enfin ,une dernière fraction fait avancer le véhicule. Elle sert à vaincre la résistance au roulement des pneumatiques,la résistance aérodynamique et enfin l'effort éventuellement imposé par le gravissement d'une pente ou une accélération.Le conducteur ne peut agir sur cette consommation "utile".Dans des conditions d'utilisation données,elle est fixée par les caractéristiques de la voiture. En revanche,les pertes diverses sous forme de chaleur frottement,etc.. peuvent être réduites dans des proportions importantes par un choix judicieux du rapport de vitesses. En effet,lorsque le moteur tourne vite,les frottements des pistons dans les cylindres sont élevés;la quantité de gaz aspirée à travers l'orifice plus ou moins fermé par le papillon d'accélérateur est importante,avec des pertes par laminage et pompage en conséquence;les accessoires,entrainés A grande vitesse,absorbent une forte puissance;enfin les fuites caloriques sont accrues. Conclusion:à une vitesse donnée,le conducteur a intérêt à sélectionner le rapport de botte correspondant au régime moteur le plus bas.Et à avoir l'ouverture la plus forte du papillon de carburateur,afin de réduire les pertes par laminage et pompage des gaz admis. D'où la tendance actuelle des constructeurs à pourvoir leurs voitures de bottes à rapports "allongés" et d'une cinquième vitesse wéconomique".Une tendance favorisée par l'incitation administrative:désormais,les rapports de transmission sont pris en compte dans le calcul de la puissance fiscale. Nais conduire sur un rapport long avec papillon ouvert implique que l'on dispose d'une très faible réserve de puissance.Si lton doit gravir une côte ou entreprendre un dépassement, on est obligé de rétrograder rapidement avant de revenir sur le rapport le plus économe. Aussi les ingénieurs sont-ils à la recherche de solutions nouvelles.Parmi les plus prometteuses,le "transmatic" ,un système de transmission automatique commandé par calculateur. La démultiplication variable est assurée par des poulies dont l'écartement des flasques est progressif.Un jeu de poulies est solidaire des roues, un autre du moteur. Les poulies sont reliées par des courroies formées de ruban d'acier sur lesquels circulent des cavaliers.Le calculateur détermine à tout moment, par l'intermédiaire d'un servomécanisme,l'écartement des flasques et donc la démultiplication de transmission. L' avantage est que cette démultiplication est toujours optimale,car l'ordinateur la fixe en fonction de la courbe de moindre cosommation du moteur qu'il a en mémoire. Ainsi,la puissance demandée par le conducteur est fournie au moindre coût.Conçu par Van ])orne's Transmissions (l'ancien propriétaire des automobiles Daf) avec le concours de Fiat (dont il équipe certains prototypes) et de Borg Warner, le Transmatic a été retenu par Renault pour son véhicule expérimental EVE (Eléments pour une voiture économique). Au moins un résultat pue l'invention vise à obtenir: Les inconvénients de consommation exessive,de pollution ou de poids exessif des systèmes qui briguent la succession de l'automobile traditionnelle, ne sont que le reflet des pesanteurs technologiques et de l'absence d'une réflexion globale au niveau fonctionnel. Le système qui fait l'objet de la présente invention est né d'une réflexion sans à priori sur le meilleur système à adopter:voiture électrique,voiture électronique,voiture à essence.La conception de cette invention s'inspire des méthodes liées à la dynamique des systèmes ;la complexité apparente du produit est due à l'interconnection des différents modules opérationnels et à la hiérarchie des différents niveaux de régulation. Ce système vise à la consommation énergétique minimale et partant à une pollution réduite. Les moyens mis en oeuvre pour parvenir à ce-résultat: Ce système dynamique complexe est constitué de différents réservoirs d'énergie 60US forme de volants cinétiques,de batteries électriques,de réservoirs de carburant; Les flux d'énergie entrant ou sortant de ces reservoirs sont établis par le fonctionnement de différents transmetteurs, moteurs et générateurs. Le fonctionnement général du système est conditionné par la structure elle-même du système et par les valeurs nominales affectées aux niveaux des réservoirs d'énergie, mais aussi par la régulation locale (ou gestion de stock) éffectuée au niveau de chaque réservoir sur les valeurs de consigne. L'invention sépare strictement les différentes fonctions: accélération, décélération, régulation mécanique, régulation électrique, régulation externe, en leur faisant correspondre autant de modules opérationnels, indépendants mais interconnectés. Le modèle énergétique de la figure 2 schématise ensemble des flux énergétiques intervenant. Analyse du~modèle ~nerEétique: .Le role du module d'accélération (1) est de fournir de lténergie mécanique, il sera donc constitué d'un stockage d'énergie mécanique par volant cinétique (2) et d'un variateur de vitesse (3) actionné par le conducteur et qui permet de moduler la puissance fournie (accélérateur) aux roues (4). Le dimensionnement du stockage est bien sûr conditionné par l'amplitude de la gamme de puissaceà fournir. L'avantage du stockage est qutil suffira de l'approvisionner suivant la puissance moyenne pour rétablir le niveau de stock, ce qui est moins couteux que de fournir toute une gamme de puissance .Le role du module de décélération (5) est de récupérer de l'énergie mécanique, il sera donc constitué d'un stockage d'énergie mécanique par volant cinétique (6) et d'un variateur de vitesse (7) actionné par le conducteur et qui permet de moduler la puissance absorbée (freinage) aux roues (8). Le dimensionnement du stockage est bien sûr conditionné par l'amplitude de la gamme de puissance a' absorber. L'avantage du stockage est qu'il suffira de soutirer la puissance absorbée moyenne pour rétablir le niveau nominal de stockage, ce qui est moins couteux que d'avoir à soutirer toute une gamme de puissance. .Le role du module mécanique de régulation (9) est d'alimenter le module d'accélération (1) en cas de besoin et de soulager le module de décélération (5) pour qutil continue à remplir son rôle. Le but du module de régulation est de recycler avec le meilleur rendement possible l'énergie soutirée au module de décélération pour fournir au module d'accélération. Le meilleur rendement étant obtenu avec des successions régulières et cycliques de soutirage au module de décélération et de fourniture au module d'accélération pour des volumes d'énergie voisins. Ce cas idéal ne se rencontrant pas dans la pratique, il est nécessaire de prévoir un stockage d'énergie mécanique (10) pour pourvoir aux décalages dans le temps et au volume variable des quantités fournies ou soutirées. L'alimentation et le soutirage se font automatiquernent par des variateurs de vitesse (11 et 12) commandés électroniquement. Dans les trois modules précédents, on a affaire dans chaque cas å un volant cinétique. L'énergie stockée dans chaque volant est proportionnelle à la masse du volant, au carré de la vitesse de rotation, et à la géométrie du volant qui peut etre très variée (disque,anneau,cylindre plein, cylindre creux, sphère,etc...). Les caractéristiques de chaque volant sont bien sûr adaptées au rôle très particulier que chacun a à fournier. Ces caractéristiques (compte-tenu des contraintes de poids et d'encombrement) sont déterminées par simulation sur ordinateur, en particulier pour la vitesse nominale de chaque volant cinétique Cependant, quelques remarques qualitatives peuvent etre faites sans qu'il soit nécessaire de recourir à la simulation. Pour le module d'accélération, si on veut des qualités de performance et de reprise, le moment d'inertie pourra être assez faible, et la vitesse de rotation plutôt élevée. Pour le module de décélération, si on veut des qualités de freinage et de sécurité, le moment d'inertie du volant devra outre assez important et la vitesse de rotation plutôt faible. Pour le module mécanique de régulation: il doit pouvoir absorber une longue période de descelxte, et pouvoir attendre le plus possible une quantité gratuite d'énergie de freinage. Le volant cinétique aura donc un fort moment d'inertie, ainsi qu'unie plage de fonctionnement importante entre sa vitesse minimum et sa vitesse maximum. En ce qui concerne l'aspect physique de ces différents volants cinétiques, il peut être identique ou très différent de l'un à l'autre volant. veule compte la capacité de stockage d'énergie, et selon les contraintes on peut préférer une forme à l'autre. De même les volants cinétiques peuvent être séparés ou regroupés dans un même carter. .Le rôle du module électrique de régulation (13) est d'empe cher que le stockage du module mécanique de régulation (9) ne descende au dessous de son minimum ou ne dépasse sa valeur maximum admissible, valeurs fixées par simulation. La régulation autour de ce point miniaium se fait par un moteur électrique (15) qui accélère le volant cinétique; celle autour du point maximum se fait par un générateur électrique (16) qui ralentit ce même volant. Les déclenchements du moteur électrique (15) ou du générateur électrique (16)sue font automatiquement par commande électronique lorsque il y a dépassement du point de consigne. I1 y a donc un stockage d'énergie électrique au niveau de batteries (14) pour alimenter le moteur (15) ou absorber le courant fourni par le générateur (16) 0 Le très bon rendement de transformation énergie électrique / énergie mécanique est encore augmenté par le point fixe de fonctionnement au niveau du moteur (15) ou du générateur (16) Le dimensionnement de la capacité de la batterie (14) comme d'ailleurs le dimensionnement du stockage mécanique de régulation (10) s doit être tel que le flux d'énergie entrante tende à compenser le flux d'énergie sortante , ou que du moins l'écart tende à être le plus faible possible compte tenu des contraintes d'encombrement , de poids et de coût, I1 est clair que le dimensionnement de la batterie (14) est tributaire du dimensionnement du stockage mécanique (10) un faible dimensionnement du stockage mécanique (10) entrainant un plus fort dimensionnement-du stockage électrique (14) .Le rôle du module externe de régulation (17) est d'empêcher que le stockage du module électrique de régulation (13) ne descende au dessous de son minimum ou ne dépasse le maximum, valeurs fixées par simulation. Le déclenchement du fonctionnement des transformateurs d'énergie (18 et 19) se fait encore automatiquement par commande électronique. On peut distinguer deux types de modules externes de régulation: le module externe idéal et le module externe réduit. le module externe idéal : il comprend toujours une réserve énergétique (20) et deux transformateurs énergie stockée / énergie électrique (18 et 19), par exemple: -réserve de combustible + pile à combustible + appareil d'électrolyse. -réserve d'air comprimé + turbo-alternateur + compresseur d'air -réserve de vapeur + générateur électrique + chaudière électrique D'une manière générale, la réserve (20) peut etre constituée d'un "combustible" quelconque autorisant la production d'électricité à travers une "centrale électrique" miniature (19) s mais ce "combustible" doit pouvoir être reconstitué à travers une "usine électrique miniature (18). le module externe réduit : les deux transformateurs d9énergie (1S,19) ne sont pas symétriques, ets'il y a une réserve de de combustible (20) elle est liée à l'un seulement des deux transformateurs (18,19) 0 Par exemple, la charge éventuelle de la batterie (14) pourra etre produite par un moteur thermique couplé à un générateur électrique, ou bien par des photopiles, aérogénérateurs, etc... La décharge possible de la batterie sera assurée par tout appareil électrique: résistance,ampoule,moteur,etc... .Remarques générales sur le modèle énergétique: -Le fait d'avoir en cascade plusieurs systèmes de régulation évite d'avoir un surdimensionnement de l'un quelconque des éléments de stockage des modules de régulation. Le fait d'avoir à chaque module une réserve énergétique minimise le dimensionnement de chaque appareil transformateur d'énergie. -Une variante possible de la présente invention consiste à intégrer en un seul ensemble physique,le stockage du module mécanique de régulation,le moteur électrique et le générateur électrique.Cet ensemble rotor+stator fonctionnant tantôt en moteur électrique,tantôt en générateur électrique. On peut considérer trois phases dans le fonctionnement du présent système de gestion de flux énergétiques: I phase début de session ou mise en route du système: les volants cinétiques du module de régulation puis du module d'accélération sont accélérés pour atteindre leurs valeurs nominales respectives.Pendant cette phase le véhi- cule est à l'arrêt ou roule au ralenti. 2 phase : fonctionnement habituel d'un véhicule; les énergies stockées dans les différentes réserves énergétiques varient suivant qu'il y a accélération, décélération, ou déclenchement d'un ou plusieurs processus de régulation 3 phase : fin de session ou arrêt définitif du véhicule; les énergies stockées dans les volants cinétiques sont récupérées et stockées sous forme d'énergie électrique dans les batteries. Fondements théoriques de l'invention: La dvnamique des systèmes: La dynamique des systèmes est intimement liée au domaine des connaissances auquel appartiennent la théorie générale des systèmes,l'automatique et la cybernétique. Elle est basée sur des méthodes destinées à étudier des systèmes complexes.Elle montre comment la structure d'un système et les rétroactions que celle-ci contient sont responsables de son comportement dynamique. En général, l'esprit humain n'est pas apte à projeter dans le temps les interrelations produites entre toutes les parties qui composent un système. Les modèles faisant appel à l'ordinateur rendent possible une chose impossible aux modèles mentaux ils sont en mesure de montres les conséquences dynamiques des interrelations entre les composants du système. Lorsqu'il s'agit d'extraire les conséquences de certaines actions, on risque de tirer certaines conclusions erronnées en se servant des modèles mentaux. L'intuition n'est pas fiable lorsque l'on aborde des problèmes complexes. I1 y a une explication possible à ceci, c'est la tendance que l'on a à penser en termes de relations de cause à effet unidirectionnelles en négligeant ainsi le phénomène de rétroaction qui probablement existe. La dynamique des systèmes se propose de construire des modèles dynamiques, dans lesquels les boucles de rétroaction Jousent un rôle primordial et où l'ordinateur est l'instrument de base de la simulation. Le concept de système dynamique est l'objet d'une étude systématique dans une branche spécialisée des mathématiques appliquées appelée théorie mathématique des systèmes dynamiques . En même temps, se sont développés de multiples champs d'application comme par exemple l'automatique. Dans le langage ordinaire on entend par système un ensemble de parties interconnectées, c'est à dire un ensemble dans lequel certaines parties agissent sur les autres et où il est intéressant de considérer fondamentalement son comportement global. Chaque fois que l'on parle d'un système, on sous-entend que, d'une certaine manière, l'ensembleprésente des propriétés qui ne peuvent etre considérées comme la simple addition des propriétés de leurs parties. Ce sont précisèment ces propriétés qui justifient le fait de considérer le système comme unité et non comme une simple addition de parties. I1 convient d'insister sur le fait que ce qu'-il est intéressant de considérer est le comportement dynamique des systèmes.A l'intérieur d'un système, par la propre définition de celui-ci, se produisent certaines interactions. Le caractère dynamique du système a trait au fait qu'il est primordial de considérer son évolution dans le temps. Dans son évolution, les variations qui se produisent résultent tout à fait fondamentalement de ses propres interactions. Ces interactions constituent la structure du système. Il s'ensuit que sous ltoptique de la dynamique des systèmes, on dit que le comportement dynamique d'un système est déterminé par sa structure. Cette structure a une importance plus grande dans l'évolution de celui-ci que la nature de chacun des éléments individuels qui le composent. Agéation~et ~ntésratio~ Un système est un ensemble de sous-systèmes plus ou moins interdépendants, les cas extrSmes étant ceux d'un système formé d'éléments parfaitement isolés (agrégat) ou d'un sys tème formé d'éléments devenus indiscernables (intégrat). La forte interdépendance entre sous-systèmes a pour conséquence essentielle que le comportement du système global est de moins en moins dépendant des propriétés intrinsèques des sous-systbmes et de plus en plus dépendant du réseau de liaison entre sous-systèmes. Les propriétés macroscopiques qui,dans le cas d'un agrégat, sont obtenues par additivité à partir des propriétés microscopiques, résultent dans le cas d'un intégrat, d'une composition complexe à partir des propriétés des sous-systèmes. On exprime souvent ce fait en disant que "le tout est plus grand que la somme des parties" Les systèmes biologiques sont en général très intégrés avec apparition de propriétés émergentes (locomotion,psychisme). Pour le cerveau en particulier, il semble que ses propriétés complexes soient des propriétés de réseau plutôt que des propriétés des neurones eux-mêmes. Fmbottement des systèmes Chacun des sous-systèmes d'un système peut généralement à son tour être décomposé en sous-sous-systèmes selon un ordre d'emboitement traduisant des échelles différentes d'appréhension des phénomènes (couches). La hiérarchisation d'un système en niveaux multiples ntest possible que si les relations entre éléments d'un niveau sont différentes par leur nature ou leur intensité aux relations entre sous-systèmes de niveaux différents, faisant apparattre des sous-systèmes relativement homogènes à un niveau donné.En particulier, à partir de sous-systèmes de base donnant lieu à des liaisons de diverses intensités, on peut former des niveaux successifs qui correspondent à l'action de forces de liaison de plus en plus faibles. ologe ~hydrodynamique: Pour aider à comprendre la signification ds types de variai bles (variables de niveau,variables de flux et variables auxilliaires) intervenant en dynamique des systèmes,on peut concevoir un modèle hydrodynamique tel qu'il est représenté à la figure 3; Dans cette figure sont représentés trois réservoirs dans lesquels s'accumulent trois niveaux NI,N2 et N3 . Les variations de niveaux sont déterminées par les actions sur certaines vannes régulant les "débits" entrant ou sortant des réservoirs. La décision sur l'ouverture de ces vannes est prise en ayant comme seule information les valeurs atteintes par les niveaux dans chacun des réservoirs à un instant de temps donné.Dans la figure, ceci est représenté à l'aide d'un observateur qui,possédant comme seule information la connaissance des niveaux dans le reste des réservoirs, détermine l'ouverture de la vanne correspondante. Bien que, dans la figure 3 ,l'observateur apparaisse uniquement pour une des vannes, on doit considérer qu'il en existerait un pour chacune d'entre elles. L'on observe comment la valeur prise par la variable de flux à chaque instant, dépend, exclusivement, des valeurs atteintes par les niveaux à cet instant; de manière analogue les valeurs atteintes par les niveaux dépendent des valeurs prises par les variables de flux alimentant ces niveaux. La figure 3 représente de manière analogique un système d'équations différentielles telles que dNI = FI - F2 dN2 = F4 , dNl = F2 - F3 dt dt dt avec Fi = fi(NI,N2,N3) pour i = 1,2,3,4 Ces fonctions fi peuvent être linéaires ou non linéaires. Niveaux: Les variables de niveau constituent un ensemble de variables dont l'évolution est significative pour l'étude du système. Les niveaux représentent des grandeurs qui accumulent les résultats d'actions prises dans le passé. Cette fonction d'accumulation peut être assimilée à celle du niveau atteint par un liquide dans un réservoir. Les variables de niveau, ou tout simplement niveaux , sont équivalentes aux variables d'état de la théorie des systèmes. C'est à dire que l'état d'un système est représenté au moyen des variables de niveau. Caractéristique commune à tous les niveaux ils changent lentement en réponse aux variations des autres variables0 Variables de flux Les variables de flux déterminent les variations dans les niveaux du système. Les variables de flux caractérisent les actions décidées dans le système, lesquelles restent cumulées dans les niveaux correspondants0 Les variables de flux déterminent comment est convertie l'information disponible en une action ou comportement. De par leur nature9 il s'agit dé variables qui ne sont pas mesurables en soi, si ce n'est par les effets quelles produisent dans les niveaux avec lesquels elles sont en relation.Les équations associées a une variable de flux portent la denomination d'équations de flux ou fonctions de décision, L'équation de flux représente la fonction construite par 11 observateur du modèle hydrodynamique de la figure 3 . En d'autres termes, à l'aide de l'équation de flux, l'observateur calcule à chaque instant l'ouverture de la vanne, soit le flux; de là, la dénomination de fonction de décision. A tout niveau, l'on associe au moins une variable de flux. Analogie hSdrotynamigue appliquée à la présente invention: module d'accélération : On désire disposer d'une puissance variable S1 par l'inter médiaire de la pédale d'accélérateur (-3) qui détermine le flux sortant du réservoir (2) du module diaccélération comme indiqué à la figure 4 . L'analogie hydrodynamique est représentée à la figure 6 : la puissance disponible en S1 est fonction de la hauteur d'eau hl dans le réservoir (2) et du débit réglé par le robinet "accélérateur" (3) commandé manuellement.Le niveau hl ne doit pas descendre au dessous d'une valeur minimum MIN1 pour que les performances ne soient pas dégradées; on approvisionne donc le réservoir (2) par une puissance d'alimentation El réglée par un mécanisme de régulation ou gestion de stock. module de décélération~(): Comme indiqué à la figure 5 , on désire pouvoir récupérer l'énergie disponible lors des freinages, descentes et arrêts. Cette puissance récupérable E2 doit pouvoir être absorbée dans toute sa gamme de variété, par l'action de la pédale de freinage (7) qui détermine le flux entrant dans le réservoir (6) du module de décélération (5). La figure 7-représente l'analogie hydrodynamique : la puissance absorbable en E2 est fonction de la hauteur d'eau h2 dans le réservoir (6) et du débit réglé par le robinet "décélérateur" (7) commandé manuellement.Le niveau h2 ne doit pas monter au dessus d'une certaine valeur maximum MAX2 pour que les qualités d'absorbeur ne soient pas dégradées On déleste donc le réservoir (6) par une puissance de délestage S2 réglée par un mécanisme de régulation ou gestion de stock module mécanique de régulation (9) Cette fonction de régulateur mécanique est nécessaire pour absorber le délestage S2 du module de décélération (;) et pour assurer l'alimentation El du module d'accélération (1) comme indiqué à la figure 8.D'autre part9 le niveau de stockage h3 ne doit pas descendre au dessous d'un seuil minimum MIN3 pour assurer éventuellement une longue période dsalimen- tation, ni monter au dessus d)un seuil maximum MES) pour assurer éventuellement une longue période de délestage. L'analogie hydrodynamique est précisée par la figure IO : l'ouverture du robinet situé en S2 est déclenchée automatiquement lorsque le niveau h2 dans le module de décélération (5) dépasse une valeur limite fixée par avance MSY2. De même l'ouverture du robinet situé en El est déclenchée automatiquement lorsque le niveau hl dans le module d'accélération (1) tombe en dessous d'une valeur minimum iNl fixée par avance. modul2 électrigue de regulation (13) Comme indiqué à la figure 9, une fonction de régulation électrique est nécessaire pour absorber le délestage 53 ou provoquer l'alimentation E'3 du module de régulation mécanique. Ce stockage d'énergie électrique (14) permet à l'aide de transformateurs d'énergie électrique / mécanique, de stocker de l'énergie sous une forme qui autorise l'arrêt prolongé du véhicule , la mise en route à froid du système, la récupération de l'énergie mécanique disponible lors de l'arrêt du véhicule, et permet de restreindre au strict nécessaire l'énergie mise en jeu à un instant donné dans tous les stockages mécaniques. La figure 11 précise l'analogie hydrodynamique : l'ouverture du robinet situé en '3 (c'est le générateur électrique) est déclenchée automatiquement lorsque le niveau h3 dans le module mécanique de régulation (9) dépasse une valeur- limite MAX3 fixée par avance. De même liouverture du robinet situé en E3 (il s'agit du moteur électrique) est déclenchée automatiquement lorsque le niveau h3 dans le module mécanique de régulation (9) tombe en dessous d'une valeur minimum MIN3 fixée par avance. Pour que les performances de ce réservoir énergie électrique (14) ne se dégradent pas, le niveau h4 doit entre compris entre une valeur minimum MIN4 et une valeur maximum MAX4. module externe de réSulation (171 : En cas de bilan négatif prolongé au niveau de la batterie (14) il peut etre nécessaire -de procéder 'a une recharge limitée E'4 de la batterie (14). De même, en cas de risque de surcharge de la batterie (14), il peut être utile de procéder a' un délestage S4 de celle-ci.La préférence doit être donnée à un combustible gratuit et régénérable si c'est possible, sinon à un "combustible" facilement régénérable La figure 12 symbolise le module externe de régulation (17) tandis que la figure 13 schématise l'analogie hydrodynamique : llouverture du robinet situé en 5'4 est déclenchée automatiquement lorsque le niveau h4 dans le module électrique de régulation (13) dépasse une valeur maximum pré-établie MAUX, De même l'ouverture du robinet situé en E4 est déclenchée automatiquement lorsque le niveau h4 dans le module électrique de régulation (13) tombe en dessous de la valeur minimum pré-établie MIN4. La réserve énergétique (20) de ce module externe de régulation (17) est alimentée occasionnellement par un apport externe E5 pour que la valeur minimum MINS d'énergie externe stockée ne soit pas franchie; de même on s'assure que la réserve (20) ne dépasse pas sa capacité de stockage maximum MAX5 par des opérations de délestage manuelles ou automatiques S5. t -R~VEN1)ICATIONS I/Système automatique de production et de gestion d'énergie motrice pour véhicule terrestre de tout type, caractérisé en ce qu-'il est constitué d'un module d'accélération (1), d'un module de décélération (5), d'un module mécanique de régulation (9) coordonnant les deux précédents modules, d'un module électrique de régulation (13) régulant le module méca- nique de régulation (9) et d'un module externe de régulation (17) régulant le module électrique de régulation (lZj. Le module d'accélération (1) est constitué d9un volant ciné- tique (2) et d'un variateur de vitesse (3) actionné par le conducteur pour accélérer; de meme, le module de décélération (5) est constitué d'un volant cinétique (6) et d'un variateur de vitesse (7) actionné par le conducteur pour décélérer. Le module mécanique de régulation (9) est constitué d'un volant cinétique (10) et de deux variateurs de vitesse (11,12) commandés électroniquement. L'un (12) permet d'alimenter automatiquement le module d'accélération (1) en cas de besoin, l'autre (11) permet de délester automatiquement le module de décélération (5) en cas de nécessité. Le module électrique de régulation (13) est constitué de batteries électriques (1's) ainsi que d'un moteur électrique (15) et d'un générateur électrique (16) commandés électroniquement. Ils permettent d'accélérer ou de ralentir le volant cinétique (10) du module mécanique de régulation (9) automatiquement en cas de besoin Le module externe de régulation (17) est constitué d'une réserve de "combustible" (20) ainsi que d'une "centrale électrique " miniature (19) et d'une "usine électrique" miniature (18) commandés électroniquement.Ils permettent de recharger ou de décharger les batteries électriques (14) automatiquement en cas de nécessité. I1 peut y avoir apport de "combustible" de l'extérieur (E5) ou bien délestage de "combustible" vers l'extérieur (S5) REVENDICATIONS (suite) 2/dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que le "combustible" est constitué d'hydrogène + oxygène, que la "centrale électrique" (19) est une pile à combustible et que "l'usine électrique" (18) est un appareil à électrolyse 3/dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que le "combustible" est constitué d'air comprimé, que la "centrale électrique" (19) est un turbo-alternateur et que "l'usine électrique" (18) consiste en un compresseur d'airs 4/dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que le "combustible" est constitué de vapeur d'eau , que la "cen trale électrique (19) est une machine à vapeur couplée a' un générateur électrique et que "l'usine électrique" (18) est une chaudière électrique produisant de la vapeur. /dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que le "combustible" est constitué d'un carburant usuel: essence, gazoilgGPL,alcool,etc.. . et en ce que la "centrale électrique" (19) consiste en un moteur thermique couplé à un générateur électrique, "l'usine électrique" (18) étant soit constituée de tout appareil consommateur dgélectricité,soit inexistante. 6/dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que le "combustible" est constitué d'une énergie gratuite: soleil, vent et que la "centrale électrique" (19) consiste en un appareil générateur d'électricité à partir de cette énergie: photopiles,aérogénérateurs. "l'usine électrique" (18) étant soit constituée de tout appareil cosommateur d'électricité, soit inexistante. 7/dispositif selon l'une quelconque des revendications prc- dentes caractérisé en ce que le volant cinétique (10) du module mécanique de régulation (9) ainsi que le moteurélec- trique (15) et le générateur électrique (16) du module électrique de régulation (13) sont intégrés en un seul ensemble rotor+stator fonctionnant tantôt en moteur, tantôt en gené- rateur