Brevet FR2972142A1 — publié le 20120907

SYSTEME MOTOPROPULSEUR ELECTRIQUE POUR VEHICULE AUTOMOBILE. La présente invention concerne un système motopropulseur électrique pour véhicule automobile. Elle concerne également un véhicule automobile équipé d'au moins un tel système. De façon classique, des moteurs électriques sont intégrés, en série ou en parallèle, par rapport aux moteurs thermiques des véhicules hybrides, c'est-à-dire des véhicules faisant appel à plusieurs sources d'énergie distinctes pour se mouvoir. De façon classique également, un moteur électrique peut être intégré dans le bloc avant d'un véhicule automobile, en lieu et place ou bien à côté du moteur thermique ou au niveau du train arrière. On a également cherché à associer à l'une au moins des roues d'un véhicule automobile un dispositif motopropulseur électrique individuel, c'est-à-dire dont la fonction est d'entraîner uniquement cette roue, en regroupant la roue et un moteur électrique dans un ensemble relativement compact de façon à libérer de la place sous le capot, à mieux répartir les masses du véhicule et à pouvoir équiper le véhicule en deux ou bien en quatre roues motrices sans qu'il soit nécessaire de modifier trop les autres organes. A titre d'exemple, le document US 2006/0225931 Al décrit un système de suspension pour véhicule, qui comprend un moteur « in-board », une première suspension entre la roue et le châssis du véhicule pour relier élastiquement la masse non suspendue de la roue à la masse suspendue du châssis, une seconde suspension, du type à ressort et amortisseur, entre le moteur et le châssis pour relier élastiquement le moteur et le châssis, et un mécanisme de transmission de puissance entre un arbre rotatif du moteur et un arbre de roue pour transmettre de la puissance du moteur à la roue correspondante tout en permettant un mouvement relatif du moteur par rapport à la roue. Le but de la présente invention est de fournir un système motopropulseur électrique pour véhicule automobile, dont l'agencement est tel que le moteur électrique du système soit une masse suspendue minimale au niveau de la roue du véhicule afin de ne pas dégrader le comportement routier de ce dernier. Un autre but de la présente invention est de fournir un tel système, qui soit le moins encombrant possible, et qui ne fasse pas appel à une transmission de type cardan afin de supprimer les problèmes d'homocinétie et de perte de rendement causés par ce type de transmission. Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir un tel système motopropulseur, qui soit, de manière générale, efficace, robuste, fiable et économique. Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un système motopropulseur électrique pour véhicule automobile, qui comprend - individuellement associé à une roue du véhicule - un moteur électrique qui entraîne cette roue par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission. Dans ce nouveau système motopropulseur, le moteur électrique est rigidement relié au corps d'amortisseur associé à la roue et, par conséquent, constitue une masse suspendue minimale du fait de sa liaison rigide avec le corps d'amortisseur. Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, le moteur électrique est relié de telle sorte au corps d'amortisseur que l'arbre de sortie du moteur est sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du corps d'amortisseur. Selon le mode préféré de réalisation de l'invention également, l'arbre de sortie du moteur électrique est guidé dans un corps d'axe moteur, relié rigidement au corps de l'amortisseur par deux pattes de liaison situées sensiblement dans les parties supérieure et inférieure dudit corps d'axe moteur. De préférence, le moteur électrique est rigidement fixé sur la patte de liaison supérieure. De manière préférentielle, le mécanisme de transmission, intermédiaire entre le moteur électrique et la roue, est constitué par un renvoi conique à deux pignons, qui transmet la rotation de l'axe de sortie du moteur électrique à la roue. De préférence, chacun des deux pignons du renvoi conique est monté sur un ressort axial, les deux ressorts permettant aux deux pignons de garder le contact, notamment lors du débattement et du braquage de la roue. Des butées à roulements peuvent être avantageusement prévues sur l'un et l'autre ressort, de façon à éviter le frottement direct de chaque ressort avec son axe respectif. La présente invention a également pour objet un véhicule automobile, de type hybride ou électrique, qui comporte au moins un système motopropulseur électrique associé à une roue du véhicule et conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée du dessin d'une figure unique, qui est une vue en perspective, schématique, du système motopropulseur électrique selon l'invention monté sur une roue d'un véhicule automobile. En référence au dessin de cette figure unique, on a représenté une roue « R » de véhicule automobile et son système de suspension associé, illustré principalement par un corps d'amortisseur 4 et le ressort d'amortisseur associé 5. Le système de suspension comprend également, de manière connue en soi, à sa partie inférieure un triangle de suspension 15 articulé sur le châssis du véhicule. La référence 10 désigne la structure du véhicule, représentée partiellement dans sa partie proche de la roue « R ». La roue « R » est une roue conventionnelle, composée d'un moyeu 16, d'axe « x », et d'une jante 17 pourvue d'un pneumatique 18. Le système motopropulseur électrique selon l'invention comprend, associé à la roue « R » du véhicule, un moteur électrique, représenté de manière très schématique et désigné par la référence 2. Ce moteur électrique 2 entraîne la roue « R » par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission décrit plus loin dans le texte. Le moteur électrique 2 présente un arbre de sortie 2A, d'axe « z », guidé dans un corps, qui est désigné « corps d'axe moteur » et porte la référence 3. Le moteur électrique 2 est rigidement fixé au corps d'amortisseur 4, de telle sorte que l'arbre de sortie 2A du moteur 2 soit sensiblement parallèle à l'axe longitudinal « r » du corps d'amortisseur 4. A cette fin, le corps d'axe moteur 3 est fixé au corps de l'amortisseur 4 par deux pattes de liaison référencées 6 et 7, qui sont situées sensiblement dans la partie supérieure (patte de liaison 6) et dans la partie inférieure (patte de liaison 7) du corps d'axe moteur 3. Comme montré sur la figure, le moteur électrique 2 est rigidement fixé sur la patte de liaison supérieure 6. Le point de rotation de l'ensemble formé par le moteur électrique 2 et l'amortisseur 4, est le point référencé 20 sur le dessin, qui est le point d'attache de l'amortisseur sur la structure 10 du véhicule. Le mécanisme de transmission, intermédiaire entre le moteur électrique 2 et la roue « R », est constitué par un renvoi d'angle à engrenage conique, désigné aussi « renvoi conique » dans le présent texte, à deux pignons 8 et 9, qui répond au problème de changement de direction du mouvement rotatif de l'arbre de sortie 2A, d'axe « z », du moteur électrique 2 en un mouvement de rotation de la roue « R » d'axe « x », perpendiculaire à l'axe « z ». Chacun des deux pignons 8 et 9 du renvoi conique est avantageusement monté sur un ressort axial 11, respectivement 12, de type hélicoïdal. Les deux ressorts 11 et 12 exercent des forces de rappel axiales sur les pignons 8 et 9, respectivement, et permettent aux deux pignons 8 et 9 de garder le contact, notamment lors du débattement et du braquage de la roue « R ». Des butées à roulements (non représentées) peuvent être prévues sur l'un et l'autre ressort 11, 12, de façon à éviter le frottement direct de chaque ressort 11, 12 avec son axe respectif. En variante, les deux ressorts 11 et 12 peuvent être supprimés et le montage du renvoi conique est alors un montage rigide. Le système motopropulseur électrique décrit ci-dessus présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants . - il est très peu encombrant, parce que disposé dans l'axe ou puits amortisseur, - il n'impacte pas de façon négative le « comportement » routier du véhicule, parce qu'il est relié à la structure même du véhicule via le corps amortisseur et ne constitue pas, de ce fait, une masse suspendue importante au niveau de la roue (pas de balourd sur la roue), - il permet de supprimer la transmission par joint de cardan, source de problèmes d'homocinétie et de perte de rendement, - grâce à sa transmission par engrenages, il présente un bon rendement mécanique et ne limite pas le débattement 25 des roues, et enfin - il ne nécessite pas, pour son implantation sur la roue du véhicule, de modifications substantielles des autres organes du véhicule. La présente invention concerne aussi un véhicule 30 automobile, de type hybride ou électrique, qui comporte au moins un système motopropulseur tel que décrit ci-dessus. Il peut s'agir d'un tel véhicule à deux ou quatre systèmes motopropulseurs électriques selon qu'il est un véhicule à deux ou quatre roues motrices. 35 Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ci-dessus à titre d'exemple ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS1. Système motopropulseur électrique pour véhicule automobile, qui comprend - individuellement associé à une roue (« R ») du véhicule - un moteur électrique (2) qui entraîne cette roue par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission, caractérisé en ce que ledit moteur électrique (2) est rigidement relié au corps d'amortisseur (4) associé à la roue (« R »), et par conséquent constitue une masse suspendue minimale du fait de sa liaison rigide avec le corps d'amortisseur. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur électrique (2) est relié de telle sorte au corps d'amortisseur (4) que l'arbre de sortie dudit moteur électrique est sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du corps d'amortisseur (4). 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'arbre de sortie du moteur électrique est guidé dans un corps d'axe moteur (3), relié rigidement au corps de l'amortisseur (4) par deux pattes de liaison (6, 7) situées sensiblement dans les parties supérieure et inférieure dudit corps d'axe moteur (3). 4. Système selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le moteur électrique (2) est rigidement fixé sur la patte de liaison supérieure (6). 5. Système selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit mécanisme de transmission est constitué par un renvoi conique à deux pignons (8, 9), qui transmet la rotation de l'arbre de sortie du moteur électrique (2) à la roue (« R »). 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que chacun des deux pignons (8 ; 9) du renvoi conique est monté sur un ressort axial (11 ; 12), les deux ressorts (11, 12) permettant aux deux pignons (8, 9) de garder le contact, notamment lors du débattement et du braquage de la roue (« R »). 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que des butée à roulements sont prévues sur l'un et l'autre ressort (11, 12), de façon à éviter le frottement direct de chaque ressort (11, 12) avec son axe respectif. 8. Véhicule automobile, de type hybride ou électrique, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un système motopropulseur électrique, qui est associé à une roue du véhicule et qui est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7.10