Brevet FR2653718A1 — publié le 19910503

L'invention concerne un procédé de transports différenciés de matières ou/et de personnes, c'est-à-di- re des transports au cours desquels les conditions de vitesse, de fréquences d'arrêts, de distances, de bruits et autres facteurs varient sensiblement. Elle comprend un nouveau type de véhicules permettant la réalisation de tels transports. Les impératifs de la vie industrielle amènent souvent à effectuer certains transports par véhicules o10 dans des conditions nettement différenciées: ainsi, par exemple, a-t-on besoin de distribuer ou ramasser des matières ou marchandises dans des rues à habitations plus ou moins denses, après les avoir faites venir de relativement loin, notamment d'une banlieue ou campagne. Tel est le cas de la livraison de marchandises à des distributeurs en ville, ou le cas du ramassage d'ordures ménagères ou autres, dans des quartiers habités, alors que les marchandises proviennent d'usines, gares, ports ou autres sources, éloignées de nombreux kilomètres des lieux de leur distribution. De même, lorsqu'il s'agit de l'évacuation d'ordures d'un quartier urbain, la décharge se trouve le plus souvent fort éloignée de celui-ci. Or, dans les lieux habités, le transporteur est obligé de se déplacer à allure bien modérée, avec des arrets fré- quents; en outre, pour des raisons évidentes, il doit faire le moins de bruit possible, surtout aux heures tar- dives ou précoces de la journée, et réduire la pollution au minimum. D'autre part, il y a intérêt à ne pas épui- ser des batteries pour le trajet de et vers la source é- loignée des marchandises ou la décharge. Les transports en question comprennent donc deux phases différenciées: celle de la distribution ou de ramassage, à faible vitesse, en silence, sans pollution gênante, et une seconde à vitesse normale ou rapide entre cette zone de travail et la source des marchandises ou une décharge. Les modes de transport et véhicules, employés jusqu'à présent, conviennent mal aux opérations diffé- renciées décrites plus haut. Ainsi, par exemple, la distribution usuelle de bouteilles de boissons aux dé- bits d'un quartier urbain, par des camions à moteur Diesel causent un bruit et une pollution gênants; il en est de même du ramassage des ordures, alors que la puissance du moteur ne peut en rien accélérer le tra- vail qui nécessite des continuels arrêts. La présente invention apporte un perfection- nement important aux transports différenciés: elle per- met d'assurer la phase lente, c'est-à-dire celle de la distribution ou de ramassage, pratiquement sans bruit ni pollution, et la phase rapide, soit trajet à la sour- ce ou à la décharge des matières transportées, dans des conditions de rapidité et de rendement souhaitées. Le procédé de transport suivant l'invention est caractérisé en ce qu'avec le même véhicule, ou en- semble de véhicules, on effectue la traction lente, comportant des fréquents arrêts, par des moyens élec- triques, tandis que la phase rapide, ne comprenant plus des arrêts pour la distribution ou le ramassage, est réalisée par traction au moyen d'un moteur thermi- que. Ainsi, le véhicule, ou ensemble de véhicules, destinés au transport différencié suivant l'invention, comportent-ils au moins un moteur électrique et au moins un moteur thermique, et des commandes permettant de mettre en fonctionnement ou à l'arrêt chacun de ces moteurs. De préférence, la puissance du ou des moteurs électriques est calculée pour l'entrainement du véhicu- le à charge maximale à une vitesse modérée, par exem- ple de 10 à 50 km/h, et surtout de 20 à 40 km/h, compa- tible avec la distribution ou le ramassage de matières en milieu urbain. Par contre, le moteur thermique, à explosion ou à combustion interne, est, de préférence, bien plus puissant, pour pouvoir entrainer le véhicule à charge maximale, à vitesse usuelle sur les routes, notamment de 60 à 120 km/h. Une forme d'exécution particulièrement prati- que de l'invention consiste à utiliser un tracteur à mo- teur thermique, capable de transporter le poids voulu, sur des nombreux kilomètres, à une vitesse de 60 à 90 km/h, et une remorque ou semiremorque équipée d'un moteur électrique pouvant faire rouler sa charge et le tracteur à une vitesse modérée, notamment de 10 à 50 km/h. La remorque étant attelée au tracteur, l'inven- tion conduit à cette solution originale que - pendant la distribution de marchandises ou pendant le ramassage de matières, en milieu urbain, à déplacements lents avec nombreux arrêts - le ou les moteurs électriques de la remorque, ou semi-remorque, non seulement entraînent celle-ci avec sa charge, mais font également rouler le tracteur. Le moteur thermique du tracteur est mis en marche, le ou les moteurs électriques étant arrêtés, lorsque la distribution ou le ramassage est terminé, et l'on quitte le milieu urbain, pour conduire la re- morque, rapidement, vers une source de nouvelles mar- chandises ou sur une décharge des matières ramassées. Ainsi, par exemple, dans le cas des ordures ménagères, le ramassage, dans une semi-remorque mue électriquement, peut s'effectuer silencieusement, sans pollution, à toute heure du jour ou de la nuit, tandis que l'amenée de cette remorque à une décharge située à une distance de nombreux kilomètres peut être très ra- pide, grâce à l'entraînement par le tracteur à moteur thermique. Même lorsque les deux moteurs, électrique et thermique, sont montés sur un même véhicule, ils sont reliés à des essieux différents; ils pourraient éven- tuellement, en cas de besoin, être utilisés simultané- ment et arrêtés indépendamment l'un de l'autre. Les véhicules, utilisés pour la réalisation de l'invention peuvent être de types et de puissances très variées; il est cependant préférable d'effectuer la traction électrique avec des moteurs d'une puissance d'environ 15 à 50 kW, ou mieux de 20 à 40 kW, la puissan- ce du ou des moteurs thermiques étant de 100 à 300 CV (74 à 224 kW). Ainsi, contrairement aux véhicules hybri- des, connus, portant à la fois un moteur thermique et un moteur électrique de sensiblement même puissance, les véhicules selon l'invention ne présentent pas l'incon- vénient d'avoir à transporter un très gros poids de bat- teries électriques, parceque la puissance de leur trac- tion électrique est relativement bien moindre. Le rap- port préféré de la puissance électrique à celle du ou des moteurs thermiques est de 1/2 à 1/10 et surtout 1/3 à 1/6. L'invention est illustrée par la description qui suit d'une forme d'exécution particulière, nulle- ment limitative. Le dessin annexé représente en élévation, schématiquement, un tracteur et une semi-remorque pour le ramassage d'ordures ménagères. Le tracteur est équipé, de façon usuelle, d'un moteur thermique de traction 1, d'une transmission de puissance à embrayage 2, bolte de vitesses 3, arbre à cardans 4 et pont arrière 5.L'énergie thermique est stockée sous forme de combustible liquide, dans un ré- servoir. En outre, conformément à l'invention, la remor- que comprend un moteur électrique à courant continu 6 et une transmission de puissance entre ce moteur et le pont arrière 7 de la remorque, par arbre à cardans 8.L'éner- gie électrique est stockée dans une batterie d'accumula- teurs 9. Puisqu'on utilise l'énergie électrique essen- tiellement pour les opérations de ramassage des déchets urbains, pendant lesquelles la vitesse du véhicule est de toute façon réduite, et pour quelques fonctions auxiliai- res, indiquées plus loin, la capacité que doit fournir la batterie, et donc son encombrement, restent compatibles avec une installation à bord du véhicule, tout en assu- rant une autonomie de déplacement suffisante pour les missions journalières. Dans un exemple de réalisation, la charge utile de la benne est de 11080 kg, le moteur thermique a une puissance de 173 kW (230 cv) et le moteur électrique a une puissance de 30 kW. La batterie, composée de 48 élé- ments de 2 V, soit une tension totale de 96 V, possède une capacité de 650 à 1050 Ah suivant l'autonomie recher- chée. Son poids est de 2,8 à 4 tonnes et son encombrement d'environ 2,1xO, 8xO,8m. Le véhicule peut atteindre une vitesse maximale de 35 km/h environ en propulsion élec- trique et de 100 km/h environ en traction thermique. Le réglage électrique de vitesse des moteurs à courant continu est bien connu et la transmission de puis- sance du moteur électrique ne nécessite donc pas de boite de changement de vitesse et d'embrayage à friction. Conformément à l'invention, on interpose simple- ment un embrayage électromagnétique 10 pour désaccoupler automatiquement le moteur électrique, lorsque celui-ci n' est pas sous tension, et pour l'accoupler au pont arrière 7, lorsqu'on le met sous tension. Pendant l'utilisation du moteur électrique, la boite de vitesses du tracteur est placée au point mort, pour isoler le moteur thermique, et on prévoit un verrouillage électrique ou mécanique pour interdire la mise en service du moteur électrique de pro- pulsion, si la boîte de vitesses n'est pas au point mort. Dans le même exemple de réalisation que ci-des- sus, le réglage de puissance et de vitesse s'effectue au moyen d'un dispositif électronique du type hacheur de courant à thyristor, dont le mécanisme de commande est relié à la pédale d'accélérateur du tracteur, de sorte que les moyens de conduite restent les mêmes, quelle que soit l'énergie utilisée et que la course de la pédale correspond à la fois à la plage de variation de puissance des deux moteurs. Conformément à l'invention, des dispositions sont prises pour que la direction assistée, le freinage assisté, le compactage des déchets, la signalisation et les autres asservissements éventuels soient assurés en permanence, quelle que soit la source d'énergie utilisée (moteur thermique ou batterie). Ainsi, dans l'exemple de réalisation précité, on équipe le véhicule de: un électro-compresseur d'air, puissance 1,5 kW, alimenté électriquement par la batterie 96 V et fournissant l'air comprimé nécessaire au freinage pneumatique; - une électro-pompe à huile, puissance 1,2 kW, ali- mentée électriquement par la batterie 96 V et fournissant le fluide hydraulique sous forte pres- sion, nécessaire à la direction assistée; - un coffret de commande, à la portée du conducteur, équipé d'un commutateur "THERMIQUE-ELECTRIQUE", d' un inverseur de marche AV/AR pour la propulsion é- lectrique, et du relayage nécessaire aux sécurités et aux fonctions précitées; - un coffret de commande du moteur électrique de com- pactage. Le véhicule conforme à l'invention est utilisé comme suit: Le parcours entre le garage et le lieu de ramas- sage s'effectue de façon usuelle, la propulsion étant as- surée par le moteur thermique. A l'arrivée sur les lieux de collecte des déchets, le conducteur place la boite de vitesses du tracteur au point mort, arrête le moteur thermique, puis positionne le commutateur sur "ELECTRI- QUE". Le moteur électrique démarre, l'embrayage électro- magnétique s'enclenche automatiquement, si nécessaire avec une temporisation, et toutes les fonctions auxili- aires restent disponibles. Le conducteur peut alors ré- gler la vitesse du véhicule, de 0 à 30km/h environ, par simple action sur la pédale d'accélérateur. A la fin de la collecte, il procède aux manoeuvres inverses, pour revenir en traction thermique. Le passage d'une source d' énergie à l'autre est donc extremement simple. Dans l'exmple de réalisation précité, le véhicu- le effectue un parcours routier (en ville) de 20 km en lhl5mn, en traction thermique, et un parcours de collecte de 14 km en 4h25mn, en propulsion électrique, la charge collectée étant de 9860 kg. Le véhicule n'est pas nécessairement du type à semi-remorque décrit cidessus à titre d'exemple. Il peut être à châssis simple, carrossé en benne, ou constitué par un tracteur et une remorque. Revendications 1. Procédé de transport comportant des déplace- ments relativement lents, avec des arrêts fréquents, no- tamment dans des quartiers urbains, et des déplacements rapides, avec peu d'arrêts, caractérisé en ce qu'avec le même véhicule, ou un même ensemble de véhicules, les dé- placements lents sont effectués par traction électrique et les déplacements rapides au moyen d'un ou de plusieurs moteurs thermiques. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractéri- sé en ce que la traction électrique est effectuée avec une puissance moindre que celle du ou des moteurs ther- miques, de préférence à raison des vitesses-de déplace- ment de 20 à 40 km/h contre 60 à 120 km/h pour la trac- tion thermique. 3. Procédé suivant une des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que la puissance électrique, utilisée, représente 1/2 à 1/10, et plus particulière- ment 1/3 à 1/6, de la puissance thermique disponible. 4. Véhicule pour les transports effectués par le procédé selon une des revendications 1 à 3, carac- térisé en ce qu'à un de ses essieux est relié au moins un moteur électrique, au moins un moteur thermique é- tant relié à un autre essieu du véhicule, le ou les moteurs thermiques étant bien plus puissants que le ou les moteurs électriques. 5. Véhicule suivant la revendication 4, carac- térisé en ce qu'il comprend un tracteur (11), mû par un moteur thermique (1), auquel est attelée une semi-remor- que (12) équippée d'un moteur électrique (6). 6. Véhicules suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la traction électrique seule est susceptible d'imprimer à l'ensemble une vitesse de dé- placement de 10 à 50 km/h, tandis qu'une vitesse de 60 à 120 km/h est possible avec la traction thermique seu- le. 7. Véhicule suivant une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la puissance électrique en courant continu, disponible, fournie par des batteries, est d'environ 15 à 50 kW, et de préférence de 20 à 40 kW, tandis que la puissance thermique du moteur à ex- plosion ou à combustion interne est d'environ 74 à 224 kW (100 à 300 CV). 8. Véhicule suivant une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la puissance électrique dis- ponible équivaut à 1/2 à 1/10, et de préférence 1/3 à 1/6, de la puissance thermique. 9. Véhicule suivant une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que la même pédale d'accéléra- teur, qui commande la vitesse du moteur thermique (1), sert au réglage de la vitesse du moteur électrique (6), lorsque la boite de vitesse du moteur thermique est au point mort. 10. Véhicule suivant la revendication 9, carac- térisé en ce que ladite pédale commande le moteur élec- trique (6) par l'intermédiaire d'un dispositif électroni- que du type hacheur de courant à thyristor.