Brevet FR2954252A1 — publié le 20110624

i « Véhicule automobile à économie d'énergie » L'invention concerne un véhicule automobile qui permet d'économiser l'énergie nécessaire à l'entraînement en déplacement du véhicule. L'invention concerne plus particulièrement un Véhicule automobile à économie d'énergie, qui comporte : - un arbre moteur qui est entraîné en rotation par un moteur, - au moins un arbre récepteur qui est lié en rotation à au io moins une roue motrice, - un moyen d'embrayage automatique qui est apte à lier en rotation l'arbre moteur et l'arbre récepteur entre eux, - un organe accélérateur du moteur qui est destiné à être actionné par le conducteur et qui est monté mobile entre au moins 15 une position relevée de repos dans laquelle l'arbre moteur tourne à une vitesse dite minimum, et une position enfoncée d'accélération dans laquelle l'arbre moteur tourne à une vitesse dite maximum, - et un moyen d'arrêt et de démarrage du moteur. 20 Un véhicule automobile est généralement équipé d'un moteur qui transforme un carburant, ou toute autre source d'énergie stockée sur le véhicule, en une énergie mécanique motrice qui est transmise à des roues motrices pour entraîner en déplacement le véhicule. 25 Par soucis d'économie d'énergie et de respect de l'environnement, l'industrie automobile s'emploie à réduire la consommation d'énergie des véhicules automobile. A cet effet, il est notamment connu de diminuer la masse du véhicule automobile et/ou d'améliorer le rendement 30 énergétique du moteur du véhicule automobile. L'invention vise à proposer une solution complémentaire, ou alternative, consistant à utiliser l'énergie cinétique du véhicule automobile, c'est à dire l'énergie que possède le véhicule du fait 2 de son mouvement, afin de réduire la consommation d'énergie du véhicule. Dans ce but, l'invention propose un véhicule du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que, lorsque l'organe accélérateur du moteur est entraîné vers sa position relevée de repos, l'arbre moteur et l'arbre récepteur sont désaccouplés automatiquement entre eux par le moyen d'embrayage, et en ce que, lorsque l'organe accélérateur du moteur est entraîné io vers sa position enfoncée, l'arbre moteur et l'arbre récepteur sont accouplés automatiquement entre eux par le moyen d'embrayage. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - lorsque l'organe accélérateur du moteur est entraîné vers sa position relevée de repos, l'arbre moteur est entraîné à sa 15 vitesse dite minimum simultanément au désaccouplement de l'arbre moteur et de l'arbre récepteur entre eux par le moyen d'embrayage ; - lorsque l'organe accélérateur du moteur est entraîné vers sa position relevée de repos, le moteur est arrêté par le moyen 20 d'arrêt et de démarrage simultanément au désaccouplement automatique de l'arbre moteur et de l'arbre récepteur entre eux par le moyen d'embrayage et, lorsque l'organe accélérateur du moteur est entraîné vers sa position enfoncée et le moteur est arrêté, le moteur est redémarré par le moyen d'arrêt et de 25 démarrage simultanément à l'accouplement automatique de l'arbre moteur et de l'arbre récepteur entre eux par le moyen d'embrayage ; - le moyen d'embrayage automatique est un moyen d'embrayage du type roue libre, grâce auquel l'arbre moteur et 30 l'arbre récepteur sont accouplés entre eux automatiquement lorsque l'arbre moteur est entraîné en rotation dans un sens correspondant à un sens d'avancement du véhicule vers l'avant, et l'arbre moteur et l'arbre récepteur sont désaccouplés 3 automatiquement entre eux lorsque l'arbre moteur est arrêté ou lorsqu'il est entraîné en rotation dans un sens correspondant à un sens d'avancement du véhicule vers l'arrière ; - le véhicule comporte au moins une machine électrique tournante qui est interposée entre le moyen d'embrayage automatique et l'arbre récepteur et qui est apte à fonctionner dans un mode moteur dans lequel la machine électrique tournante est liée en rotation à l'arbre récepteur pour entraîner en rotation l'arbre récepteur dans un sens correspondant à la marche arrière io du véhicule ; - la machine électrique tournante est apte à fonctionner dans un mode générateur de courant dans lequel la machine électrique tournante est liée en rotation à l'arbre récepteur pour appliquer une force de freinage à l'arbre récepteur et pour 15 récupérer au moins en partie l'énergie cinétique de freinage du véhicule et la transformer en énergie électrique ; - le véhicule comporte un dispositif de freinage mécanique de la roue motrice qui est apte à fonctionner alternativement ou complémentairement à la machine électrique tournante ; 20 - le moteur est un moteur alimenté en air comprimé par une bonbonne d'air comprimé ; - le moyen d'arrêt et de démarrage du moteur comporte une électrovanne qui est interposée entre la bonbonne d'air comprimé et le moteur, et qui est apte à occuper un état fermé 25 pour arrêter le moteur et un état ouvert pour redémarrer et alimenter en air comprimé le moteur ; - l'organe accélérateur est une pédale d'accélérateur qui est apte à être actionnée par le conducteur du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 30 apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera à la figure unique qui est une vue schématique illustrant un véhicule automobile selon 4 l'invention comportant un moyen de débrayage automatique de l'arbre moteur avec un premier et un second arbre récepteur. Dans la description qui va suivre, des éléments identiques sont désignés par les mêmes références indicées a ou b. On a représenté schématiquement à la figure unique un véhicule 10 automobile vu de dessus, qui est constitué principalement par un châssis (non représenté) et une carrosserie (non représentée). Le véhicule 10 est par exemple un véhicule léger destiné à io un usage urbain, tel que le véhicule décrit dans la demande de brevet FR 0851487 déposée au nom du même demandeur. Le véhicule 10 est propulsé au moyen d'un moteur 14 qui fonctionne notamment avec de l'air comprimé ou tout autre gaz comprimé et qui entraîne en rotation un arbre moteur 15. 15 L'arbre moteur 15 entraîne en rotation une première roue motrice 32a arrière et une seconde roue motrice 32b arrière, le véhicule 10 comportant une roue directrice avant 34. Un tel moteur 14 à air comprimé est par exemple un moteur dit moteur « MDI "NEGRE" », dont un exemple de 20 réalisation est décrit dans les documents WO-2005/049968 Al et WO-2006/136728 A2 auxquels il convient de se reporter. Le véhicule 10 embarque un réservoir d'énergie qui est constitué par une bonbonne d'air comprimé 16. La bonbonne d'air comprimé 16 contient de l'air qui est 25 comprimé par exemple à une pression de 300 bars. La bonbonne d'air comprimé 16 est raccordée à une capacité de travail 18 par l'intermédiaire d'un détendeur 20, afin de disposer d'air à la pression nominale de travail du moteur 14, par exemple à une pression de vingt bars. 30 Le moteur 14 est alimenté en air comprimé par l'intermédiaire d'une électrovanne 22 qui constitue un moyen d'arrêt et de démarrage du moteur 14. A cet effet, l'électrovanne 22 est interposée entre la capacité de travail 18 et le moteur 14, et elle est commandée par une unité de commande 24, entre un état fermé dans lequel le moteur 14 est isolé par rapport à la capacité de travail 18, pour 5 arrêter le moteur 14, et un état ouvert dans lequel le moteur 14 est alimenté en air comprimé au moyen de la capacité de travail 18, pour démarrer le moteur 14. L'unité de commande 24 est par exemple une unité de commande électronique. io Enfin, le véhicule 10 comporte un organe accélérateur 26 du moteur 14, ici une pédale d'accélérateur 26, qui est destinée à être actionnée par le conducteur. L'organe accélérateur 26 permet de faire varier le débit d'air comprimé qui alimente le moteur 14, afin de faire varier la 15 vitesse de rotation de l'arbre moteur 15 et donc la vitesse d'avancement du véhicule 10. L'organe accélérateur 26 comporte un régulateur de débit 28, par exemple une soupape, qui est interposé entre l'électrovanne 22 et le moteur 14. 20 L'organe accélérateur 26 est monté mobile depuis une position relevée de repos, vers laquelle l'organe accélérateur 26 est rappelé élastiquement et dans laquelle le moteur 14 est peu alimenté en air comprimé de sorte que l'arbre moteur 15 tourne à une vitesse faible, ou vitesse minimum, jusqu'à une position 25 enfoncée d'accélération dans laquelle le moteur 14 est alimenté en air comprimé de sorte que l'arbre moteur 15 tourne à une vitesse élevée, ou vitesse maximum. A titre non limitatif, l'organe accélérateur 26 peut être constitué par tout organe qui est apte à commander le régulateur 30 de débit 28. L'unité de commande 24 est reliée à l'organe accélérateur 26 de sorte que l'unité de commande 24 est apte à déterminer la position de l'organe accélérateur 26 à un instant donné. De même, l'unité de commande 24 est apte à déterminer si l'organe accélérateur 26 est entraîné vers sa position relevée ou s'il est entraîné vers sa position enfoncée par le conducteur, par exemple au moyen d'un capteur (non représenté) qui coopère avec l'organe accélérateur 26. L'arbre moteur 15 est lié en rotation à un premier arbre de renvoi 40a et à un second arbre de renvoi 40b par l'intermédiaire io d'un mécanisme à pignons, ici un mécanisme différentiel 38. De plus, le véhicule 10 comporte un premier arbre récepteur 30a dont une première extrémité est liée en rotation au premier arbre de renvoi 40a par l'intermédiaire d'un premier moyen d'embrayage automatique 36a et dont une seconde 15 extrémité est liée en rotation à la première roue motrice 32a. Le premier moyen d'embrayage automatique 36a est un moyen d'embrayage du type roue libre, grâce auquel l'arbre moteur 15 et le premier arbre récepteur 30a sont accouplés entre eux lorsque l'arbre moteur 15 est entraîné en rotation dans un 20 sens correspondant à un sens d'avancement du véhicule 10 vers l'avant. A l'inverse, l'arbre moteur 15 et le premier arbre récepteur 30a sont désaccouplés entre eux lorsque l'arbre moteur 15 est arrêté ou lorsqu'il est entraîné en rotation dans un sens 25 correspondant à un sens d'avancement du véhicule 10 vers l'arrière ou, d'une façon générale, lorsque la vitesse de rotation de l'arbre moteur 15 est inférieure à la vitesse de rotation du premier arbre récepteur 30a. Ainsi, lorsque le moteur 14 est arrêté et que l'arbre moteur 30 15 n'est pas entraîné en rotation, le premier arbre récepteur 30a est apte à tourner librement sans entraîner en rotation ni le premier arbre de renvoi 40a ni l'arbre moteur 15, grâce à quoi le 7 véhicule 10 est apte à conserver son énergie cinétique lorsque le véhicule 10 avance et que le moteur 14 est arrêté. De plus, le véhicule 10 comporte un premier dispositif de freinage 42a de la première roue motrice 32a, du type frein à disque, qui coopère avec un disque lié au premier arbre récepteur 30a. Enfin, le véhicule 10 comporte une première machine électrique tournante 44a qui est interposée entre le premier moyen d'embrayage automatique 36a et la première roue io motrice 32a. La première machine électrique tournante 44a est apte à fonctionner dans un mode moteur dans lequel elle est liée en rotation au premier arbre récepteur 30a pour entraîner en rotation le premier arbre récepteur 30a dans un sens correspondant à la 15 marche arrière du véhicule 10. De plus, la première machine électrique tournante 44a est apte à fonctionner dans un mode générateur de courant dans lequel la première machine électrique tournante 44a est liée en rotation au premier arbre récepteur 30a pour appliquer une force 20 de freinage au premier arbre récepteur 30a et pour récupérer au moins en partie l'énergie cinétique de freinage du premier arbre récepteur 30a. La première machine électrique tournante 44a transforme l'énergie cinétique ainsi récupérée en énergie électrique qui 25 permet par exemple d'alimenter des organes électriques (non représentés) du véhicule 10, comme une batterie d'accumulateur ou un dispositif d'éclairage. La première machine électrique tournante 44a est apte à fonctionner alternativement ou complémentairement au premier 30 dispositif de freinage 42a de la première roue motrice 32a. Comme on peut le voir à la figure unique, les éléments qui sont agencés entre la seconde roue motrice 32b et le second arbre de renvoi 40b sont identiques aux éléments précédemment 8 décrits qui sont agencés entre la première roue motrice 32a et le premier arbre de renvoi 40a, le véhicule 10 comportant un second moyen d'embrayage automatique 36b, une seconde machine électrique tournante 44b, un second dispositif de freinage 42b et un second arbre récepteur 30b. Au cours d'une utilisation normale du véhicule 10, le conducteur actionne l'organe accélérateur 26 vers sa position enfoncée pour faire accélérer le véhicule 10 ou le conducteur actionne l'organe accélérateur 26 vers sa position relevée, ici en io diminuant la pression exercée sur l'organe accélérateur 26, pour faire décélérer le véhicule 10. Lorsque l'organe accélérateur 26 du moteur 14 est entraîné vers sa position relevée de repos, depuis l'une quelconque des positions intermédiaires de l'organe accélérateur 26, l'arbre 15 moteur 15 est désaccouplé automatiquement, ou débrayé, du premier arbre récepteur 30a et du second arbre récepteur 30b par le premier moyen d'embrayage automatique 36a et le second moyen d'embrayage automatique 36b respectivement, et le moteur 14 est arrêté simultanément par l'électrovanne 22 20 associée qui est commandée dans sa position fermée par l'unité de commande 24. Ainsi, lorsque le véhicule 10 avance et que le conducteur relâche plus ou moins l'organe accélérateur 26 dans le but de ralentir, par exemple à l'approche d'un feu tricolore, le moteur 14 25 est arrêté et le véhicule continue d'avancer en « roue libre » grâce à son élan et à son énergie cinétique. Ainsi, au cours de cette phase de roue libre, le véhicule 10 continue d'avancer sans consommer d'énergie. A l'inverse, l'arbre moteur d'un véhicule classique reste 30 accouplé, ou embrayé, aux arbres des roues motrices lorsque le conducteur relâche la pédale d'accélérateur, de sorte que l'énergie cinétique est « absorbée » par le moteur. 9 Lorsque l'utilisateur souhaite accélérer le véhicule 10 à nouveau, alors que le moteur 14 est arrêté, il convient d'entraîner l'organe accélérateur 26 depuis une position intermédiaire ou une sa position relevée de repos, vers sa position enfoncée d'accélération. Ainsi, lorsque l'organe accélérateur 26 du moteur 14 est entraîné vers sa position enfoncée et que le moteur 14 est arrêté, l'arbre moteur 15 est accouplé automatiquement avec le premier arbre récepteur 30a et avec le second arbre récepteur 30b par le io premier moyen d'embrayage automatique 36a et le second moyen d'embrayage automatique 36b respectivement, et le moteur 14 est redémarré simultanément par l'électrovanne 22 qui est commandée dans sa position ouverte par l'unité de commande 24. Le moteur 14 à air comprimé est particulièrement adapté 15 au véhicule 10 décrit précédemment, puisque le moteur 14 présente l'avantage d'être redémarré par une simple injection d'air comprimé dans le moteur 14, ici par commande de l'électrovanne 22, le moteur 14 ne nécessitant pas l'allumage d'un carburant. 20 Selon une variante de réalisation, le premier moyen d'embrayage 36a et le second moyen d'embrayage 36b sont chacun constitués par un embrayage classique du type à engrenage, ou à train épicycloïdal, qui est commandé par l'unité de commande 24 de façon à désaccoupler automatiquement 25 l'arbre moteur 15 des arbre récepteur 30a, 30b lorsque l'organe accélérateur 26 du moteur 14 est entraîné vers sa position relevée de repos. Selon une autre variante de réalisation, lorsque l'organe accélérateur 26 du moteur 14 est entraîné vers sa position 30 relevée de repos, depuis l'une quelconque des positions intermédiaires de l'organe accélérateur 26, l'arbre moteur 15 est désaccouplé automatiquement du premier arbre récepteur 30a et du second arbre récepteur 30b par le premier moyen d'embrayage 2954252 io automatique 36a et le second moyen d'embrayage automatique 36b respectivement, et le moteur 14 est entraîné à sa vitesse dite minimum, qui correspond par exemple à la vitesse de ralenti du moteur 14. 5 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au moteur à air comprimé décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif, de sorte que l'invention est aussi susceptible d'être mise en oeuvre pour un véhicule comportant un moteur à combustion interne. io Il sera aussi compris que des inversions mécaniques simples peuvent constituer des variantes de réalisation de l'invention. Par exemple, le moyen d'embrayage automatique 36a peut être interposé entre le moteur 14 et le mécanisme différentiel 38. REVENDICATIONS1. Véhicule automobile (10) à économie d'énergie, qui comporte : - un arbre moteur (15) qui est entraîné en rotation par un moteur (14), - au moins un arbre récepteur (30a, 30b) qui est lié en rotation à au moins une roue motrice (32a, 32b), - un moyen d'embrayage (36a, 36b) automatique qui est apte à lier en rotation l'arbre moteur (15) et l'arbre récepteur io (30a, 30b) entre eux, - un organe accélérateur (26) du moteur (14) qui est destiné à être actionné par le conducteur et qui est monté mobile entre au moins une position relevée de repos dans laquelle l'arbre moteur (15) tourne à une vitesse dite minimum, et une position 15 enfoncée d'accélération dans laquelle l'arbre moteur (15) tourne à une vitesse dite maximum, - et un moyen d'arrêt et de démarrage (22) du moteur (14), caractérisé en ce que, lorsque l'organe accélérateur (26) du moteur (14) est entraîné vers sa position relevée de repos, 20 l'arbre moteur (15) et l'arbre récepteur (30a, 30b) sont désaccouplés automatiquement entre eux par le moyen d'embrayage (36a, 36b), et en ce que, lorsque l'organe accélérateur (26) du moteur (14) est entraîné vers sa position enfoncée, l'arbre moteur (15) et 25 l'arbre récepteur (30a, 30b) sont accouplés automatiquement entre eux par le moyen d'embrayage (36a, 36b). 2. Véhicule automobile (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque l'organe accélérateur (26) du moteur (14) est entraîné vers sa position relevée de repos, l'arbre 30 moteur est entraîné à sa vitesse dite minimum simultanément au désaccouplement de l'arbre moteur (15) et de l'arbre récepteur (30a, 30b) entre eux par le moyen d'embrayage (36a, 36b). 12 3. Véhicule automobile (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque l'organe accélérateur (26) du moteur (14) est entraîné vers sa position relevée de repos, le moteur (14) est arrêté par le moyen d'arrêt et de démarrage (22) simultanément au désaccouplement automatique de l'arbre moteur (15) et de l'arbre récepteur (30a, 30b) entre eux par le moyen d'embrayage (36a, 36b), et en ce que, lorsque l'organe accélérateur (26) du moteur (14) est entraîné vers sa position enfoncée et le moteur (14) est arrêté, le moteur (14) est redémarré par le moyen d'arrêt et de démarrage (22) simultanément à l'accouplement automatique de l'arbre moteur (15) et de l'arbre récepteur (30a, 30b) entre eux par le moyen d'embrayage (36a, 36b). 4. Véhicule automobile (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen d'embrayage (36a, 36b) automatique est un moyen d'embrayage du type roue libre, grâce auquel l'arbre moteur (15) et l'arbre récepteur (30a, 30b) sont accouplés entre eux automatiquement lorsque l'arbre moteur (15) est entraîné en rotation dans un sens correspondant à un sens d'avancement du véhicule (10) vers l'avant, et l'arbre moteur (15) et l'arbre récepteur (30a, 30b) sont désaccouplés automatiquement entre eux lorsque l'arbre moteur (15) est arrêté ou lorsqu'il est entraîné en rotation dans un sens correspondant à un sens d'avancement du véhicule (10) vers l'arrière. 5. Véhicule automobile (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le véhicule comporte au moins une machine électrique tournante (44a, 44b) qui est interposée entre le moyen d'embrayage (36a, 36b) automatique et l'arbre récepteur (30a, 30b) et qui est apte à fonctionner dans un mode moteur dans lequel la machine électrique tournante (44a, 44b) est liée en rotation à l'arbre récepteur (30a, 30b) pour entraîner en rotation l'arbre récepteur 13 (30a, 30b) dans un sens correspondant à la marche arrière du véhicule (10). 6. Véhicule automobile (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la machine électrique tournante (44a, 44b) est apte à fonctionner dans un mode générateur de courant dans lequel la machine électrique tournante (44a, 44b) est liée en rotation à l'arbre récepteur (30a, 30b) pour appliquer une force de freinage à l'arbre récepteur (30a, 30b) et pour récupérer au moins en partie l'énergie cinétique de freinage du véhicule (10) et la transformer en énergie électrique. 7. Véhicule automobile (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le véhicule (10) comporte un dispositif de freinage (42a, 42b) mécanique de la roue motrice (32a, 32b) qui est apte à fonctionner alternativement ou complémentairement à la machine électrique tournante (44a, 44b). 8. Véhicule automobile (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur (14) est un moteur alimenté en air comprimé par une bonbonne d'air comprimé (16). 9. Véhicule automobile (10) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen d'arrêt et de démarrage (22) du moteur (14) comporte une électrovanne (22) qui est interposée entre la bonbonne d'air comprimé (16) et le moteur (14), et qui est apte à occuper un état fermé pour arrêter le moteur (14) et un état ouvert pour redémarrer et alimenter en air comprimé le moteur (14). 10. Véhicule automobile (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe accélérateur (26) est une pédale d'accélérateur qui est apte à être actionnée par le conducteur du véhicule (10).