Brevet FR2910848A1 — publié le 20080704

DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT AUXILIAIRE POUR VEHICULE AUTOMOBILE ET VEHICULE AUTOMOBILE OBTENU. L'invention concerne un dispositif d'entraînement auxiliaire pour véhicule automobile et le véhicule automobile obtenu. On sait que l'utilisation des véhicules à moteur thermique dans les grandes concentrations urbaines est la cause d'une pollution atmosphérique par les gaz d'échappement qui n'est pas sans conséquence pour la santé des résidents. Par ailleurs, une majorité de déplacements en centre-ville sont de faible distance, inférieurs à trois kilomètres et le moteur thermique, non mis à une température de fonctionnement normal, pollue de manière importante. De plus, le bruit et les vibrations produits par les véhicules à moteur thermique constituent une agression contre les personnes. En outre, les véhicules à moteur thermique comportent des dispositifs d'assistance à la conduite (direction, frein etc.) qui généralement nécessitent le fonctionnement du moteur thermique. Le roulement accidentel du véhicule, moteur arrêté ou calé ne permet plus de maîtriser le véhicule et présente un risque important. L'invention vise à remédier à ces inconvénients et propose un dispositif d'entraînement auxiliaire pour véhicule automobile à moteur thermique, le moteur thermique entraînant le véhicule par l'intermédiaire d'un organe de transmission de mouvement actionnant au moins une roue du véhicule et entraînant au moins un dispositif d'assistance à la conduite du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble auxiliaire d'entraînement constitué d'une source d'énergie, d' au moins un moyen moteur d'entraînement et d'un organe de transmission de mouvement relié à ladite ou auxdites roue(s) du véhicule, susceptible d'entraîner le véhicule à faible puissance et selon un mode de propulsion n'émettant pas de gaz d'échappement nocifs, et d'entraîner le dispositif d'assistance à la conduite, et une unité de commande reliée audit ensemble auxiliaire d'entraînement et à la commande du moteur thermique du véhicule automobile, en sorte que ce dernier puisse être entraîné par le moteur thermique et/ou ledit ensemble auxiliaire d'entraînement selon les conditions de fonctionnement du véhicule, et notamment par ledit ensemble auxiliaire d'entraînement en centre-ville. Ladite ou lesdites roues libre(s) peuvent comporter une couronne d'entraînement formée vers l'intérieur de la roue et de préférence de grand diamètre, en prise de mouvement avec le dit moyen moteur d'entraînement et de préférence selon un rapport de réduction de mouvement élevé. Ce grand rapport de réduction du mouvement pour l'entraînement de la ou des roue(s) libre(s) réduit le couple d'entraînement du moyen moteur et par conséquent ses dimensions. Ledit ensemble de source d'énergie, moyen moteur et organe de transmission de mouvement étant de faible puissance, il est par conséquent de faible encombrement, à même d'être disposé dans un faible volume dans le coffre ou un emplacement libre propice du véhicule. Ledit ensemble est également de faible poids de manière à réduire l'énergie consommée pour le transport du supplément de poids lié au montage de ce dispositif auxiliaire d'entraînement sur le véhicule. Ledit organe de transmission comprend avantageusement au moins une jante de ladite ou desdites roue(s) libre(s) pourvue d'une couronne de denture interne, ladite couronne étant en prise avec un pignon complémentaire entraîné par ledit moyen moteur d'entraînement, lequel peut être débrayé à souhait par l'intermédiaire de ladite unité de commande si l'on souhaite revenir au mode d'entraînement principal seul par le moteur du véhicule. Ledit organe de transmission peut également comprendre au moins une jante de ladite ou desdites roue(s) libre(s), pourvue d'une couronne externe de grand diamètre et recevant une courroie ou une chaîne en prise avec une petite poulie ou un pignon, respectivement, entraîné par ledit moyen moteur d'entraînement, lequel peut être débrayé si l'on souhaite revenir au mode d'entraînement principal seul par le moteur thermique. Ledit au moins un moyen moteur d'entraînement peut comporter un premier moteur électrique , de préférence de faible puissance, par exemple de 5 % à 20 % environ de celle du moteur principal du véhicule, entraînant le véhicule à faible couple et à régime de rotation élevé, par exemple par ladite couronne de jante de roue (3) de grand diamètre et selon un rapport de réduction de mouvement élevé, et un second moteur électrique d'entraînement dudit dispositif d'assistance à la conduite, éventuellement relié au dispositif d' entraînement de celui ci par le moteur thermique. Cette faible puissance dudit premier moteur peut suffire à entraîner le véhicule à faible allure dans la zone sensible de centre-ville. Un tel moteur à régime élevé (de faible diamètre) est peu encombrant et d'un faible poids. De plus, les dits moteurs électriques peuvent être convertis, commutés en génératrice pour recharger la source d'énergie, laquelle est une batterie ou un groupe de batteries auxiliaires, de préférence de faible capacité et donc de poids réduit, suffisant pour entraîner le véhicule sur une distance faible, et traverser un centre-ville, par exemple de 1 à 1.0 kilomètres. Naturellement, ledit au moins un moyen moteur peut comporter également un moteur à pistons entraîné par de l'air comprimé d'une bombonne d'air comprimé, ce qui a l'avantage d'apporter de l'air dans la zone sensible de centre-ville au lieu d'en consommer par le moteur thermique. Le dispositif d'entraînement du dispositif d'assistance à la conduite peut comporter une poulie entraînée par le moteur thermique et entraînant au moyen d'une courroie en prise par poulie les éléments du dispositif d'assistance à la conduite, et une seconde poulie entraînée par ledit second moteur électrique et en prise avec la courroie, la poulie entraînée par le moteur thermique étant apte à être débrayée (tournant folle) lors de la mise en fonction du dispositif auxiliaire d'entraînement . Il résulte de cette disposition que le dispositif d'entraînement auxiliaire selon l'invention permet à un véhicule automobile équipé de pouvoir rouler dans une zone sensible relativement à un état de pollution atmosphérique ou de bruit de trafic de circulation, par exemple dans un centre-ville, sans émettre de gaz d'échappement du moteur thermique, sans engendrer de bruit ni de vibrations de fonctionnement du moteur, sauf un faible bruit pour un moteur à air comprimé, et de bénéficier du fonctionnement du dispositif d'assistance à la conduite (direction, frein etc.),ce qui permet la conduite du véhicule en toute sécurité. Par ailleurs, les automobilistes ne disposant plus de la puissance disproportionnée du moteur principal pour entraîner le véhicule (le plus souvent à faible allure), ne sont plus incités à accélérer exagérément au risque d'exposer les autres usagers et les piétons à un danger lié à la vitesse du véhicule sur la voie ; De plus, l'énergie d'entraînement du véhicule est fortement réduite et il y ainsi moins de gaspillage d'énergie par ce mode d'entraînement auxiliaire du véhicule. En outre, le roulement du véhicule, moteur thermique arrêté ou calé dans une condition imprévue, peut étre détecté par 1' unité de commande, laquelle active alors la mise en fonction du dispositif d' assistance à. la conduite au moyen dudit second moteur électrique. Enfin, un tel dispositif peut être monté sur un véhicule existant de façon économique, sous forme de kit, en changeant simplement, par exemple, une jante d'une dite roue libre par une jante à couronne, en fixant sur un véhicule l'ensemble moteur, batterie et organe de transmission de mouvement à la roue et au dispositif d'assistance à la conduite et en adaptant la commande du moteur thermique à celle de l'ensemble auxiliaire d'entraînement selon l'invention. L'invention. est décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation schématique et en référence au dessin annexé sur lequel : - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif d'entraînement auxiliaire adapté sur une roue libre d'un véhicule automobile et, - la figure 2 est une variante de réalisation. Avec référence à la figure 1, on a représenté un dispositif d'entraînement auxiliaire 1 selon l'invention monté sur un véhicule automobile. Un tel véhicule comporte un moteur thermique 2 entraînant par l'intermédiaire d'un organe de transmission à différentiel de mouvement (non représenté), généralement deux roues d'un véhicule, deux roues avant du véhicule par exemple. Dans ce cas, les roues arrière sont libres et le dispositif d'entraînement auxiliaire peut être monté sur l'une ou les deux roues arrière du véhicule (via un organe supplémentaire de différentiel de mouvement pour deux roues). On a représenté le montage du dispositif 1 sur une seule roue 3, la roue arrière gauche ou droite du véhicule. Mais le montage peut aussi être réaliser sur les roues avant. Le dispositif comporte essentiellement un ensemble auxiliaire d'entraînement 5 du véhicule monté sur ladite roue 3 et une unité de commande 7 reliée audit ensemble auxiliaire d'entraînement 5 et à la commande principale du moteur thermique du véhicule (non représenté). Ledit ensemble auxiliaire d'entraînement 5 comporte une source d'énergie 9, un moyen moteur d'entraînement 11 et un organe de transmission de mouvement 13 relié audit moyen moteur d'entraînement 11 et à ladite roue entraînée 3. Il comporte en outre un deuxième petit moteur électrique 14 apte à entraîner le dispositif d'assistance à la conduite 16 du véhicule ( des freins et de la direction) , par exemple au moyen d'une poulie 16a recevant une courroie 14b du véhicule. Cette courroie 14b est entraînée par le moteur thermique 2 au moyen d'une poulie 2a en prise sur son arbre dans le seul sens de rotation du moteur 2. En sens inverse, elle est libre sur son arbre ( montée folle) de sorte que ledit moteur 14 peut entraîner le dispositif d'assistance 16 sans agir sur le moteur thermique. La roue entraînée 3 comporte à titre de mode de réalisation possible de l'organe de transmission de mouvement 13 une jante formée avec une couronne dentée intérieure 15 de grand diamètre, adjacente à son bord proche du pneu 17. L'organe de transmission 13 est logé dans un élément carter de protection étanche (non représenté). Il est mis en suspension avec la roue 3. Il comporte essentiellement un arbre 19 monté rotatif sur l'essieu 21 de la roue et lié à celui-ci en suspension , par exemple au moyen de barres de suspension 23. Cet arbre 19 comporte à son extrémité un pignon 25 en prise avec la couronne dentée 15, étant relié sensiblement en ligne au moyen moteur 11 par son autre extrémité par un joint de cardan 27 autorisant l'entraînement en léger débattement de suspension de la roue 3. Le moyen moteur 11 est un moteur électrique dont la puissance relativement à celle du moteur thermique du véhicule est faible, par exemple de 5 % de celle-ci à moins de 20 %. Cette puissance devant être suffisante pour entraîner le véhicule à faible vitesse en centre ville, de 5 à 50 km maximum, sachant qu'éventuellement l'entraînement par le moteur thermique principal peut être appelé, si une puissance ou une adhérence de traction supplémentaires (par exemple en forte pente) est nécessaire. Un moteur électrique de 5 CV, asynchrone à variateur de fréquence par exemple, commutable en génératrice peut convenir, étant alimenté via un convertisseur alternatif en courant continu 12 volts par une batterie supplémentaire adéquate 9 (ou éventuellement la batterie du véhicule si elle est assez puissante).Cette batterie est logée dans le véhicule (dans le coffre notamment) et pourrait convenir pour entraîner un véhicule automobile de poids moyen ,par exemple d'environ 1000 kg. Un tel moteur, du fait de la démultiplication de diamètre de la couronne dentée 15 et du pignon attenant 25, n'a pas besoin d'un couple de rotation élevé et son corps peut être d'un diamètre réduit, inférieur à 15 cm et sa longueur relativement faible de 20 à 50 cm. Un tel moteur peut être logé sous le véhicule ou dans le coffre 29 (fig. 2) avec la batterie 9 ou dans un autre emplacement proche approprié sur le véhicule. La batterie 9 est de capacité adaptée pour réaliser un entraînement du véhicule et du dispositif d'assistance 16 sur une faible distance, à savoir de 1 à 20 km dans une zone de centre-ville, celle-ci étant apte à être rechargée sur le reste du parcours sous l'entraînement du moteur thermique par le moteur auxiliaire 11 converti en génératrice et/ou l'alternateur de rechargement électrique du véhicule. Une batterie de faible volume, par exemple de 12 volts et de 100 Ah de capacité, peut ainsi être facilement logée dans le coffre du véhicule. Eventuellement, la capacité peut être augmentée de façon modulaire en associant plusieurs batteries selon la demande. Ladite unité de commande 7 pilote le fonctionnement du dispositif d'entraînement auxiliaire 1. Elle permet d'exécuter respectivement les fonctions d'embrayage de l'organe de transmission de mouvement 13 à la roue 3, d'entraînement d,e ladite roue 3 par le moyen moteur 11 alimenté en énergie par la batterie 9, d' actionnement du dispositif d'assistance 16 par le moteur 14, de recharge de la batterie 9 par le moyen moteur 11 et/ou 14 commuté en génératrice, ou la mise hors service du dispositif 1. Elle comporte une platine de commande 31 fixée au tableau de bord du véhicule et pourvue d'un commutateur de mise en service, hors service du dispositif ou automatique, déclenchée par exemple selon un fonctionnement du véhicule en deçà d'un seuil de vitesse faible au delà d'une durée déterminée, et les témoins lumineux correspondants d'entraînement et de recharge de la batterie 9 du dispositif. Naturellement, le moteur thermique principal du véhicule doit être mis hors service durant le fonctionnement du dispositif et de même l'organe de transmission de mouvement associé ( déconnexion de la boîte de vitesses), évitant ainsi l'émission de gaz polluants et de bruit dans une zone sensible, par sa commande propre. L'unité de commande 7 peut être associée à la commande propre du véhicule de façon à permettre le passage alternatif d'un mode d'entraînement à un autre selon les zones de circulation traversées ou l'activation du dispositif d'assistance à la conduite lors d'une détection de roulement du véhicule, moteur thermique arrêté. Selon une variante de réalisation de l'invention représentée à la figure 2, l'organe de transmission de mouvement 13 peut comprendre une jante de la roue 3 pourvue d'une couronne externe 33 de grand diamètre et recevant une courroie (crantée) ou une chaîne 35 en prise respectivement avec une poulie ou un pignon 37, respectivement ,entraîné par un arbre 39 et un renvoi 41 à 90 depuis le moteur 11 disposé dans le coffre 29. De plus, le dispositif d'assistance à la conduite peut être utilisé et commandé sans dispositif d'entraînement auxiliaire, uniquement par la détection du roulement du véhicule par un capteur de mouvement adéquat, moteur thermique arrêté. Les revendications annexées définissent la portée de l'objet de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entraînement auxiliaire pour véhicule automobile à moteur thermique (2), le moteur thermique (2) entraînant le véhicule par l'intermédiaire d'un organe de transmission de mouvement actionnant au moins une roue (3) du véhicule et entraînant au moins un dispositif d'assistance (16) à la conduite du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble auxiliaire d'entraînement (5) constitué d'une source d'énergie (9), d' au moins un moyen moteur d'entraînement (11,14) et d'un organe de transmission de mouvement (13) relié à ladite ou aux dites roue(s) (3) du véhicule, susceptible d'entraîner le véhicule à faible puissance et selon un mode de propulsion n'émettant pas de gaz d'échappement nocifs, et d'entraîner le dispositif d'assistance (16) à la conduite, et une unité de commande (7) reliée audit ensemble auxiliaire d'entraînement (5) et à la commande du moteur thermique (2) du véhicule automobile, en sorte que ce dernier puisse être entraîné par le moteur thermique (2) et/ou ledit ensemble auxiliaire d'entraînement (5) selon les conditions de fonctionnement du véhicule, et notamment par ledit ensemble auxiliaire d'entraînement (5) en centre-ville, ledit au moins un moyen moteur d'entraînement comporte un moteur électrique (11) , de préférence de faible puissance, par exemple de 5 % à 20 % environ de celle du moteur principal du véhicule, entraînant le véhicule à faible couple et à régime de rotation élevé dans un rapport de réduction élevé de l'organe de transmission, cette puissance devant être suffisante pour entraîner le véhicule à faible vitesse en centre ville, de 5 à 50 km maximum, sachant qu'éventuellement l'entraînement par le moteur thermique principal peut être appelé, si une puissance ou une adhérence de traction supplémentaires sont nécessaires, la source d'énergie (9) comporte une batterie (9) ou un groupe de batteries auxiliaires, de préférence de faible capacité et donc de poids réduit , de capacité adaptée pour réaliser un entraînement du véhicule et du dispositif d'assistance (16) sur une faible distance, à savoir de 1 à 20 km dans une zone de centre-ville, cette source d'énergie (9) étant apte à être rechargée sur le reste du parcours sous l'entraînement du moteur thermique par le moteur auxiliaire (11) converti en génératrice et/ou l'alternateur de rechargement électrique du véhicule, ledit ensemble deQ source d'énergie, moyen moteur et organe de transmission de mouvement étant en outre de faible encombrement, â même d'être disposé dans un faible volume dans le coffre ou un emplacement libre propice du véhicule. 2. Dispositif d'entraînement auxiliaire selon la revendication 1, , caractérisé en ce qu'il peut être monté sur un véhicule existant de façon économique, sous forme de kit. 3. Dispositif d'entraînement auxiliaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite unité de commande (7) est apte à détecter le roulement du véhicule, moteur thermique (2) arrêté ou calé dans une condition imprévue, et d'activer alors la mise en fonction du dispositif d' assistance (16) à la conduite). 4. Dispositif d'entraînement auxiliaire selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit moyen moteur (11) est un moteur à pistons entraîné par de l'air comprimé d'une bombonne d'air comprimé, ce qui a l'avantage d'apporter de l'air dans la zone sensible de centre-ville au lieu d'en consommer par le moteur thermique (2). 5. Dispositif d'entraînement auxiliaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il peut être monté sur un véhicule existant de façon économique, sous forme de kit, en changeant simplement, par exemple, une jante d'une dite roue libre (3 ) par une jante à couronne (15,33) de transmission de mouvement, en montant sur un véhicule l'ensemble moteur (11,14), batterie (9) et organe de transmission de mouvement (13) à la roue (3) et au dispositif d'assistance à la conduite (16) et en adaptant la commande du moteur thermique (2) à celle de l'ensemble auxiliaire d'entraînement (5). 6. Dispositif d'entraînement auxiliaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de commande (7)comporte une platine de commande (31) fixée au tableau de bord du véhicule et pourvue d'un commutateur de mise en service, hors service du dispositif ou automatique, déclenchée par exemple selon un fonctionnement du véhicule en deçà d'un seuil de vitesse faible au delà d'une durée déterminée, et les témoins lumineux correspondants d'entraînement et de recharge de la batterie (9) du dispositif . 7. Dispositif d'entraînement auxiliaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite unité de 0o 2910848 commande (7) est associée à la commande propre du véhicule de façon à permettre le passage alternatif d'un mode d'entraînement à un autre selon les zones de circulation traversées ou l'activation du dispositif d'assistance à la conduite (16) lors d'une détection du roulement du 5 véhicule, moteur thermique (2) arrêté. 8. Dispositif d'entraînement auxiliaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il permet à un véhicule automobile équipé de pouvoir rouler dans une zone sensible relativement à un état de pollution atmosphérique ou de bruit de trafic 10 de circulation, par exemple dans un centre-ville, sans émettre de gaz d'échappement du moteur thermique, sans engendrer de bruit ni de vibrations de fonctionnement du moteur, sauf un faible bruit pour un moteur à air comprimé, de bénéficier du fonctionnement du dispositif d'assistance à la conduite (direction, frein etc.),ce qui permet la 15 conduite du véhicule en toute sécurité et le roulement du véhicule, moteur thermique arrêté ou calé dans une condition imprévue, peut être détecté par 1' unité de commande, laquelle active alors la mise en fonction du dispositif d' assistance à la conduite (16). 20 9. Véhicule équipé d'un dispositif auxiliaire d'entraînement selon l'une des revendications .