Brevet FR2910847A1 — 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. L'invention vise à remédier à ce phénomène 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 à différentiel de mouvement actionnant au moins deux roues distantes du véhicule, la ou les autres roues du véhicule demeurant libre(s), caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble auxiliaire d'entraînement constitué d'une source d'énergie, d'un moyen moteur d'entraînement et d'un organe de transmission relié à ladite ou auxdites roue(s) libre(s), susceptible d'entraîner le véhicule à faible puissance et selon un mode de propulsion n'émettant pas de gaz d'échappement nocifs, 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, et en ce que ladite ou lesdites roues libre(s) comporte(nt) une couronne formée vers l'intérieur de la roue et de grand diamètre, en prise de mouvement avec le moyen moteur d'entraînement 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 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 chaine 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 moyen moteur d'entraînement est avantageusement un moteur électrique de faible puissance, par exemple de 5 % à 20 % environ de celle du moteur principal du véhicule, et entraînant à faible couple et à régime de rotation élevé ladite couronne de jante de roue. Cette faible puissance 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, il peut être converti, commuté en génératrice pour recharger la source d'énergie, laquelle est une batterie ou un groupe de batteries auxiliaires 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 10 kilomètres. Naturellement, ledit moyen moteur peut également être 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. 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, et sans engendrer de bruit ni de vibrations de fonctionnement du moteur, sauf un faible bruit pour un moteur à air comprimé. 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, un tel dispositif peut être monté sur un véhicule existant de façon économique, sous forme de kit, en changeant simplement 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 à la jante 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 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 sera 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. 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 1 l et à ladite roue entraînée 3. La roue entraînée 3 comporte 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 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 dans le coffre 29 (fig. 2) avec la batterie 9 ou dans un autre emplacement proche approprié. La batterie 9 est de capacité adaptée pour réaliser un entraînement du véhicule 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 de ladite roue 3 par le moyen moteur 11 alimenté en énergie par la batterie 9, de recharge de la batterie 9 par le moyen moteur 11 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 et les témoins lumineux correspondants d'entraînement et de recharge de la batterie 9 du dispositif. Naturellement, le moteur thermique principal du véhicule peut être mis hors service durant le fonctionnement du dispositif, évitant ainsi l'émission de gaz polluants 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. 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. Les revendications annexées définissent la portée de l'objet de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entraînement auxiliaire pour véhicule automobile à moteur thermique, le moteur thermique entraînant le véhicule par l'intermédiaire d'un organe de transmission à différentiel de mouvement actionnant au moins deux roues distantes du véhicule, la ou les autres roues du véhicule demeurant libre(s), caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble auxiliaire d'entraînement (5) constitué d'une source d'énergie (9), d'un moyen moteur d'entraînement (11) et d'un organe de transmission (13) relié à ladite ou auxdites roue(s) libre(s) (3), susceptible d'entraîner le véhicule à faible puissance et selon un mode de propulsion n'émettant pas de gaz d'échappement nocifs, et une unité de commande (7) 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 (5) selon les conditions de fonctionnement du véhicule, et notamment par ledit ensemble auxiliaire d'entraînement (5) en centre-ville, ladite ou lesdites roues libres (3) comportant en outre une couronne (15, 33) formée vers l'intérieur de la roue (3) et de grand diamètre, en prise de mouvement avec le moyen moteur d'entraînement (11) selon un rapport de réduction de mouvement élevé. 2. Dispositif d'entraînement auxiliaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe de transmission (13) comprend au moins une jante de ladite ou desdites roue(s) libre(s) (3) pourvue d'une couronne de denture interne (15), ladite couronne (15) étant en prise avec un pignon complémentaire (25) entraîné par ledit moyen moteur d'entraînement (11), lequel peut être débrayé à souhait par l'intermédiaire de ladite unité de commande (7) si l'on souhaite revenir au mode d'entraînement principal seul par le moteur du véhicule. 3. Dispositif d'entraînement auxiliaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe de transmission (13) peut également comprendre au moins une jante de ladite ou desdites roue(s) libre(s) (3), pourvue d'une couronne externe (33) de grand diamètre et recevant une courroie ou une chaîne (35) en prise avec une petite poulie ou un pignon (37), respectivement, entraîné par ledit moyen moteur d'entraînement (Il), lequel peut être débrayé si l'on souhaite revenir au mode d'entraînement principal seul par le moteur thermique. 4. Dispositif d'entraînement auxiliaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit moyen moteur d'entraînement (11) est un moteur électrique de faible puissance, par exemple de 5 % à 20 % environ de celle du moteur principal du véhicule, et entraînant à faible couple et à régime de rotation élevé ladite couronne (15, 33) de jante de roue. 5. Dispositif d'entraînement auxiliaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit moteur électrique (11) peut être converti, commuté en génératrice, pour recharger la source d'énergie (9), laquelle est une batterie auxiliaire de faible capacité (variable selon le besoin) et donc de faible poids, suffisante pour entraîner le véhicule sur une distance faible et traverser un centre-ville, par exemple de 1 à 10 kilomètres. 6. 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. 7. 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, en changeant simplement une jante d'une dite roue libre (3) par une jante à couronne d'entraînement (15, 33), en fixant sur un véhicule l'ensemble moteur (11), batterie (9) et organe d'entraînement (13) de la jante et en adaptant la commande du moteur thermique à celle de l'ensemble auxiliaire d'entraînement (5) selon l'invention. 8. Dispositif d'entraînement auxiliaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de transmission (13) est logé dans un carter de protection étanche, étant mis en suspension avec la roue (3). 9. Dispositif d'entraînement auxiliaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite 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 et des témoins lumineux correspondants d'entraînement et de recharge de la batterie (9) du dispositif. 10. Dispositif d'entraînement auxiliaire selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite unité de 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.