Brevet FR2928336A1 — publié le 20090911

La présente invention concerne une transmission en combinaison avec la direction avant sur un véhicule tricycle comportant deux roues motrices arrière. D'une façon générale, les véhicules ayant un train routier avec deux roues motrices possèdent un différentiel mécanique capable d'absorber la différence de vitesse de rotation des deux roues dans les courbes de la route. Dans la catégorie des véhicules électriques, une architecture consiste à utiliser un moteur électrique de propulsion dans chaque roue. Cette architecture permet également une motorisation électrique de l'orientation coordonnée de chaque roue pour obtenir une grande maniabilité du véhicule, spécialement pour les manoeuvres. Cette configuration, outre qu'elle introduit de la masse non suspendue défavorable à la tenue de route du véhicule, engendre également une difficulté de fiabilité en multipliant le nombre de moteurs électriques pour la motorisation et la direction, avec un risque de déstabilisation du véhicule en cas de défaillance. La présente invention a pour objet une transmission à partir d'une motorisation centralisée avec un seul moteur électrique, transmission compatible d'une motorisation hybride parallèle ou série et permettant au véhicule de pivoter sur place pour les manoeuvres. Ladite transmission est composée d'un boitier central d'engrenages positionné entre les axes d'articulation des bras de suspension arrière et d'un variateur continu à courroie positionné dans chaque bras de suspension. Ledit boitier d'engrenages permet d'entrainer les deux roues motrices dans le même sens pour la circulation normale du véhicule ou en sens inverse pour les manoeuvres. Cette inversion de sens est effectuée simultanément avec le déverrouillage de la plage normale de braquage utilisée en circulation pour la roue avant. Ledit déverrouillage permet d'orienter la roue avant à 90° à droite ou à gauche. Dans cette position, la motorisation est activée à vitesse réduite et l'inversion du sens de rotation des roues motrices arrière permet au véhicule de pivoter à droite ou à gauche pour les manoeuvres, selon l'orientation de la roue avant. Le variateur continu à courroie, qui fonctionne dans chaque bras de suspension de façon connue en adaptant son rapport de transmission selon l'effort demandé par la roue concernée, permet d'absorber le différentiel de :30 vitesse de rotation des deux roues motrices dans les courbes. Ce différentiel de vitesse, proportionnel à l'écartement des roues motrices et inversement proportionnel au rayon de braquage, reste dans une faible limite au regard de la variation du rapport de transmission habituel d'un variateur continu à courroie. De façon connue, une liaison 2 par engrenages entre la poulie menée du variateur et la roue du véhicule permet de multiplier la plage des vitesses dudit variateur par rapport à la plage des vitesses de la roue pour réduire le dimensionnement dudit variateur, toutes choses égales par ailleurs. Le susdit boitier central d'engrenages comporte un pignon conique calé sur l'axe du moteur électrique positionné dans l'axe longitudinal du véhicule. Ce boitier central comporte également deux demi-axes, coaxiaux aux axes d'articulation des bras de suspension, lesdits demi-axes pouvant tourner l'un sur l'autre à leur extrémité centrale dans le boitier et comportant à leur extrémité externe une interface d'entraînement des axes d'articulation des bras de suspension qui ont également la fonction arbre de transmission du mouvement moteur. Un des deux demi-axes est solidaire d'un engrenage conique en prise permanente avec le pignon conique calé sur l'axe du moteur électrique. L'autre demi-axe supporte un manchon baladeur solidaire d'un engrenage conique identique à celui du premier demi-axe. Ce manchon baladeur comporte un jeu de cannelures en interfaces avec des cannelures prévues sur les deux demi-axes et peut occuper deux positions fonctionnelles. Une des deux positions dégage l'engrenage par rapport au pignon conique calé sur l'axe du moteur et solidarise les deux demi-axes en rotation pour un entraînement des deux roues dans le même sens avant ou arrière. L'autre position du manchon désolidarise les deux demi-axes en rotation et met en prise l'engrenage conique dudit manchon avec le pignon calé sur l'axe moteur pour un entraînement des deux roues en sens inverse, avec un fonctionnement dudit moteur électrique dans un sens ou dans l'autre suivant que la roue avant est tournée à droite ou à gauche. Cette position de rotation en sens inverse conditionne une motorisation électrique à vitesse réduite pour une raison de sécurité. Le boîtier central d'engrenages peut également comporter un deuxième pignon conique moteur en position opposée au premier pour une motorisation hybride parallèle. Le moteur thermique qui entraîne ce deuxième pignon est neutralisé de façon connue par débrayage ou par mise à l'air libre de la chambre de compression lorsque son énergie n'est pas requise, en particulier pour la marche arrière ou le pivotement du véhicule. L'inversion du sens de rotation des roues arrière, réalisée simultanément avec le déverrouillage de la plage normale de braquage de la roue avant, peut être effectuée de façon mécanique par câble ou de façon électrique par un actuateur. 3 La roue avant est montée de façon connue sur une fourche. Ladite fourche comporte deux butées en rotation en interface avec un index solidaire de la partie avant du châssis, ledit index limitant le braquage de la roue directrice dans une plage habituelle de circulation, par exemple 45° à droite et à gauche. L'index est escamotable par rapport aux butées par une commande commune à la commande d'inversion de rotation des roues arrière pour permettre l'orientation de la roue avant à 90° à droite ou à gauche, position qui active un contacteur pour commander la motorisation à basse vitesse pour le pivotement sur place du véhicule. Le pivotement du véhicule s'arrête dès que la roue n'est plus en butée à 90° sur le contacteur. Un mode de mise en oeuvre du dispositif selon l'invention est décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec références aux dessins annexés dans lesquels : Les figures 1 et 2 représentent, schématiquement vue en plan, la cinématique générale du dispositif de pivotement sur place et de la transmission du véhicule ; La figure 3 représente, vu en plan, un montage du boitier central d'inversion et d'un 15 moyeu de bras de suspension ; La figure 4 représente, vue en coupe verticale transversale, une commande mécanique d'inversion du sens de rotation des roues motrices arrière ; La figure 5 représente schématiquement, vu en coupe verticale longitudinale, le dispositif des butées de la fourche avant et de commande de motorisation basse vitesse. 20 Sur la figure 1, la roue avant (1) étant tournée à 90° par rapport à l'axe longitudinal (A) du véhicule, les roues arrière (2) et (3) tournant en sens inverse provoquent une rotation du véhicule sur lui-même autour du point (4). Sur la figure 2, les roues arrière (2) et (3) sont respectivement montées sur les bras de suspension (20) et (30). Le boîtier (5) est fixé au châssis (6) du véhicule dans l'axe 25 longitudinal. Il comporte un demi-axe transversal (52) solidaire d'un engrenage conique (54) en prise permanente avec le pignon conique (51) solidaire de l'axe du moteur électrique (7). Sur la figure 3, le boîtier d'inversion (5), qui est fixé au châssis (6), comporte deux demi-axes (52, 53) entraînés en rotation par le pignon conique (51) calé sur l'axe du 30 moteur électrique. Lesdits demi-axes comportent à leur extrémité extérieure une interface d'entraînement (par exemple un six pans creux). Cette interface permet le démontage du bras de suspension complet. Un moyeu (20a) d'un bras de suspension (20) est monté sur son axe d'articulation (22) lui- même en interface avec le demi-axe 4 (53) et tournant dans un palier latéral (23). Ledit axe d'articulation a également la fonction d'arbre de transmission du mouvement moteur qui entraîne la poulie meneuse (21) d'un variateur continu à courroie. La figure 4 représente schématiquement la commande transversale du manchon baladeur (56) solidaire de l'engrenage conique (55) dans les deux positions fonctionnelles (55a, 55b). Ledit manchon comporte des cannelures (59, 60) dans son alésage. Les cannelures (59) coulissent et restent en prise avec les cannelures (61) du demi-axe (52). Dans la position (55a) les cannelures (60) du manchon baladeur sont en prise avec les cannelures (63) du demi-axe (53) : le demi-axe (53) entraine le demi-axe (52) dans le même sens de rotation. Dans la position (55b) les cannelures (60) du manchon (56) sont dégagées des cannelures (63) du demi-axe (53) et l'engrenage (55) du manchon (56) est en prise avec le pignon moteur (51) de façon diamétralement opposée à l'engrenage (54) : le demi-axe (52) tourne alors en sens inverse du demi-axe (53). Le déplacement du manchon baladeur représente une course (c) commandée par l'index (57) en forme de fourche engagée dans une gorge (62). Dans le présent exemple, la commande du déplacement est réalisée par un câble (58). Dans un autre mode de réalisation non représenté, cette commande peut également être exécutée électriquement par un actuateur. Sur la figure 5, l'index (70) est commandé par un câble (71). En position normale de circulation, ledit index est en interface avec les butées (72a, 72b) pour limiter le braquage de la roue avant à une plage habituelle. En position rétractée dudit index, dont la commande est simultanée avec l'inversion de sens de rotation des roues arrière, la roue avant peut tourner jusqu'à ce que la butée (72a) vienne en contact avec le contacteur (73a) pour tourner à gauche, ou jusqu'à ce que la butée (72b) vienne en contact avec le contacteur (73b) pour tourner à droite. L'angle de rotation est alors par construction de 90° à droite ou a gauche pour permettre au véhicule de pivoter autour du point défini par l'intersection de l'axe longitudinal du véhicule et de l'axe des roues arrière. Lesdits contacteurs provoquent la motorisation à vitesse réduite.30 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de transmission de véhicule tricycle à propulsion électrique comportant deux roues motrices arrière, en combinaison avec la direction avant, caractérisé en ce qu'un boîtier d'engrenages (5), fixé sur le châssis (6) entre les axes d'articulation (22, 23) des deux bras de suspension (20, 30), permet d'entraîner les roues motrices (2, 3) soit dans le même sens en circulation normale, soit en sens inverse pour les manoeuvres, cette dernière fonction étant commandée simultanément avec le e la plage de braquage de la direction avant pour une orientation de la roue avant à 90° par rapport à l'axe longitudinal du véhicule. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orientation de la roue directrice avant (1) à 90° à droite ou à gauche active le moteur électrique de propulsion (7) à basse vitesse dans un sens de rotation correspondant pour faire pivoter le véhicule suivant l'orientation de la roue directrice. 3 - Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'axe d'articulation de chaque bras de suspension est en même temps un arbre de transmission sur lequel est fixé la poulie meneuse d'un variateur continu de vitesse à courroie, l'action conjuguée des deux variateurs permettant d'absorber le différentiel de vitesse de rotation des deux roues dans les courbes. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier central d'engrenages comporte des demi-axes dont 25 l'extrémité extérieure latérale possède une interface d'entraînement démontable permettant un démontage des bras de suspension complets. 5 - Dispositif selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que le boitier central d'engrenages comporte soit un pignon conique seul (51) calé sur l'axe du moteur électrique (7), soit ledit pignon conique (51) et un 30 deuxième pignon conique diamétralement opposé par rapport à l'axe d'articulation des bras de suspension et calé sur l'arbre d'un moteur thermique dans le cas d'une motorisation hybride parallèle