Brevet FR2966797A1 — publié le 20120504

La présente invention concerne une remorque servant à être attelée à une bicyclette. Plus précisément cette remorque tractée par une bicyclette peut servir au transport d'enfant(s), d'animal, ou de marchandise. De telles remorques disponibles sur le marché sont généralement constituées d'un châssis métallique tubulaire, une cabine en toile, deux roues disposées de part et d'autre de la cabine et d'une barre de traction servant à atteler ladite remorque à la bicyclette par l'intermédiaire d'une liaison rotulaire. L'inconvénient majeur de ce type de remorque est la force de traînée très importante qui s'exerce sur le bicyclette tracteur constitué par le poids important constitué par la masse intrinsèque de ladite remorque ajouté au poids de la masse transportée d'une part ainsi que par la prise au vent importante d'autre part. Le cycliste tractant doit fournir un effort important afin de vaincre la force de résistance appliquée par ladite remorque ce qui entraîne prématurément la fatigue physique dudit cycliste. La présente invention a pour objet une remorque pour bicyclette pourvue d'un système moteur permettant de réduire l'effort de traction de façon proportionnelle à l'effort appliquée par le cycliste. Le système en question est constitué d'au moins un moteur électrique relié mécaniquement à au moins une roue de la remorque. Le(s) moteur(s) électrique(s) sont piloté(s) par un convertisseur électronique alimenté par une batterie placée dans la remorque. Le(s) moteur(s) électrique(s) applique(nt) à (aux) roue(s) un moment de force « Mt » permettant de réduire l'effort de traction que la bicyclette exerce sur la remorque. Afin d'ajuster ce moment de force, un dispositif de mesure d'effort intégré à la barre de traction de la remorque informe le convertisseur électronique de l'effort résiduel qu'exerce la bicyclette sur le châssis de la remorque. Fort de cette mesure, le convertisseur électronique fourni au(x) moteur(s) un courant électrique « Imot » correspondant à la valeur de la force résiduelle. A une valeur de courant correspond une valeur de moment de force qu'exerce le(s) moteur(s) sur le(s) moyeu(x) de la (des) roues et engendre(nt) une force motrice sur le châssis de la remorque qui se substitue à celle fournie par le cycliste tracteur. La caractéristique de la fonction qui lie la valeur du courant « Imot » à la force de traction résiduelle a pour particularité d'être continue et strictement croissante. L'avantage premier du système est que l'effort nécessaire au cycliste Mn de tracter la remorque est diminué sans pour autant être annulé ce qui ne supprime pas la sensation de tracter une remorque. En effet, une valeur de force résiduelle mesurée par le capteur de traction correspond à une valeur de courant injecté au(x) moteur(s). Un asservissement qui consisterait à injecter du courant dans les moteurs afin qu'il en résulte un effort de traction constant aurait pour effet d'encourager le cycliste à se mouvoir à la vitesse correspondante à la puissance maximale délivrée par le système d'assistance. Brève description des figures : La figure 1 représente une remorque attelée à une bicyclette selon l'état de l'art antérieur. La figure 2 représente une remorque assistée attelée à une bicyclette selon l'invention. La figure 3 représente une coupe d'un dispositif de mesure de l'effort de traction résultant. La figure 4 est une illustration schématique du système électrique de la remorque selon l'invention. La figure 5 est une illustration des forces horizontales exercées sur la remorque dans une configuration de roulage La figure 6 représente l'évolution du courant injecté dans le moteur électrique permettant de rendre l'effort de traction résultant constant. La figure 7 représente une caractéristique d'évolution du courant injecté dans le moteur électrique en fonction de l'effort résiduel selon l'invention La figure 8 représente une seconde caractéristique d'évolution du courant injecté dans le moteur 10 électrique en fonction de l'effort résiduel selon l'invention La figure 9 représente une troisième caractéristique d'évolution du courant injecté dans le moteur électrique en fonction de l'effort résiduel selon l'invention La figure 10 représente une quatrième caractéristique d'évolution du courant injecté dans le moteur électrique en fonction de l'effort résiduel selon l'invention 15 Pour un souci de clarté, la description va se borner à décrire une remorque équipée de 2 roues dont une seule est assistée électriquement dont le moteur d'assistance est intégré à la roue motrice. Ceci n'est nullement limitatif puisqu'une telle remorque pourrait être équipée de plusieurs roues motrices et le moteur peut, selon un autre mode de réalisation, être porté par le châssis de la 20 remorque. II serait lié mécaniquement à la roue motrice par un cardan. Ces cas de figure ne sont pas illustrés et ne feront pas l'objet d'une description détaillée. La remorque selon l'invention est constituée d'un châssis(1) porté par 2 roues(2) et est enveloppé par une toile(3) servant à protéger les éventuels passagers de le la remorque du vent et de 25 la pluie. La roue motrice(4) intègre en son moyeu(5) un moteur électrique(6) lié mécaniquement au châssis capable de fournir un moment de force « MT » sur la jante(7) de la roue ayant pour incidence d'exercer une force « ft » de propulsion en direction de la bicyclette(8) tractant. Comme représenté dans la figure 5, la force « ft » d'assistance se soustrait à la force « FT » qui est la force de traction résultante exercée par le cycliste. Cette force « FT » est transmise de la 30 bicyclette vers la remorque par la liaison rotulaire(9) à la barre de traction(10) de la remorque. A vitesse rectiligne constante et horizontale, la résultante de la somme des forces « FT » et « ft » est la force de frottement « Ff » résultante de l'ensemble des forces de frottement qui s'exercent sur la remorque soient, la force de traînée et la force de roulement. Selon l'invention le courant « Imot » délivré par la batterie au moteur est modulé par un 35 convertisseur électronique(11) de telle manière que la valeur de ce courant correspond à une valeur de force mesurée par le dispositif de mesure de force de traction(12). Selon un mode de réalisation, le dispositif de mesure de force de traction, est constitué d'un fourreau(13) immobilisé sur le châssis(1) de la remorque par 2 brides(14). Ce fourreau(13) est en liaison glissière avec la pige(14) qui est encastrée à la barre de traction(10) de la remorque. La rotation de la pige(14) dans le fourreau(13) est empêchée par la goupille(15) libre en translation dans le trou oblong(16) du fourreau(13). Un feuillard métallique(17) est encastré à ses extrémités dans la pige(14) d'un coté et dans le fond du fourreau(18) de l'autre. Une jauge de contrainte(19) collée sur le feuillard métallique(17) voit sa valeur de résistance électrique augmenter quand apparaît une déformation longitudinale du feuillard(17) engendré par l'effort de traction de la pige(14) sur le fourreau(13). Selon un deuxième mode de réalisation non représenté, le dispositif de mesure de l'effort résiduel de traction(12) de la bicyclette(8) sur la remorque utilise un matériau dont la perméabilité magnétique évolue avec sa déformation. Selon un troisième mode de réalisation non représenté, le dispositif de mesure de l'effort(12) résiduel de traction de la bicyclette(8) sur la remorque consiste à mesurer l'allongement d'un élément élastique. Des conducteurs électriques(20) permettent au convertisseur électronique(11) de mesurer la variation de la résistance électrique de la jauge de contrainte(19). Ainsi, le convertisseur(11) peut appliquer au moteur électrique une valeur de courant correspondante à l'effort de traction « FT ». La courbe qui relie la valeur du courant « Imot » à la valeur de la force « FT » doit avoir comme caractéristique d'être continue et strictement croissante comme décrit dans la figure 7 dans la limite de courant « Imax » acceptable par tous les éléments de la chaîne électrique constituée de la batterie(21), le moteur(6) et le convertisseur électronique(11). Le moment de force « MT » exercé par le moteur(6) est proportionnel au courant « Imot » injecté dans le moteur(6) par le convertisseur électronique (11). Le caractère croissant impose que plus la force résiduelle est importante plus le courant 25 injecté au moteur d'assistance est important. La continuité de la fonction impose qu'il ne peut pas apparaître de variation brutale de courant quand apparaît une variation de force résultante « FT ». L'utilisation d'une fonction discontinue ou continue par partie comme illustré dans la figure 6, aurait pour effet de faire fonctionner le système avec des à-coups. 30 Le caractère stricte de la croissance de la fonction impose à toute valeur de courant correspond au plus une valeur de force résultante. La figure 6 montre une stratégie de commande du moteur qui consiste à injecter un courant de telle façon que la force résiduelle « FT» de traction reste constante à une valeur « Fcst » quelque soit la valeur de l'effort « Ff » s'exerçant sur la remorque. Comme les efforts de frottement augmentent quand la vitesse augmente, le système fourni le 35 maximum de puissance « Pmax » imposée par exemple par un des éléments de la chaîne électrique quand le cycliste atteint la vitesse « Vcrit ». Lorsque, le cycliste accélère et dépasse cette vitesse « Vcrit » la force d'assistance diminue puisque la puissance est le produit de la force par la vitesse. Ainsi le cycliste n'est pas encouragé à accélérer. Certains pays imposent dans la réglementation concernant les véhicules à moteur ou plus précisément à assistance électrique de limiter la puissance d'assistance à une valeur limite. Par exemple, cette puissance est limitée à 250W. Afin de se soumettre à cette réglementation à chaque valeur de vitesse « Vi » de la remorque une valeur « Iregli » ne peut être dépassée comme illustré dans les figures de 8,9 et 10. De manière non limitative, le moteur(6) d'assistance est du type synchrone, et la valeur de la vitesse « Vi » de la remorque est calculée par le convertisseur électronique(11) grâce à la valeur de la fréquence d'alimentation du moteur électrique(6), le nombre de paire de pole de ce moteur(6) et le diamètre primitif de la roue assistée(2). La réglementation peut imposer également que l'assistance électrique soit interdite au delà d'une vitesse « Vregl ». Ainsi, au-delà de cette vitesse aucun courant ne doit être injecté au moteur. Afin d'éviter la mise en route intempestive du système par des perturbations environnementales, il est préconisé d'autoriser l'assistance pour une valeur minimale « Foffset » de la 15 valeur de traction résiduel « FT » tel qu'illustré dans les figures 8,9 et 10. REVENDICATIONS1) Remorque à tracter par un bicyclette(8) assistée électriquement par au moins un moteur électrique(6) alimenté par au moins un convertisseur électronique(11) dont la valeur du courant injecté « Imot » est déterminée par la valeur de la force de traction qui s'exerce de la bicyclette(8) sur la remorque caractérisée en ce que la fonction liant la valeur de courant « Imot » alimentant le(s) moteur(s) (6) à la force de traction résultante du bicyclette(8) sur la remorque est continue et strictement croissante 2) Remorque selon la revendication 1 caractérisée en ce que la fonction liant la valeur de courant « Imot » alimentant le(s) moteur(s) (6) à la force de traction est continue et strictement croissante dans la limite d'une valeur de courant « Imax » acceptable par tous les éléments de la chaîne électrique constituée par le moteur, l'onduleur et la batterie 3) Remorque selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la fonction liant la valeur de courant alimentant le(s) moteur(s) « Imot » à la force de traction est continue et strictement croissante pour une valeur de force supérieure à une valeur de force minimale de traction résultante « Foffset ». 4) Remorque selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la fonction liant la valeur de courant « Imot » alimentant le(s) moteur(s) (6) à la force de traction est continue et strictement croissante dans la limite de la valeur maximale du courant alimentant le(s) moteur(s) électrique(s) « Iregl » correspondant à une puissance électrique maximale imposée par la législation relative aux véhicules motorisés du pays considéré. 5) Remorque selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que la fonction liant la valeur de courant « Imot » alimentant le(s) moteur(s) à la force de traction est continue et strictement croissante dans la limite de la valeur maximale du courant « Iregl » correspondant à une puissance mécanique maximale imposée par la législation relative aux véhicules motorisés du pays considéré. 6) Remorque selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que l'assistance électrique est interrompu quand la vitesse de la remorque a atteint la valeur maximale imposée par la législation relative aux véhicules motorisés ou à assistance électrique du pays considéré. 7) Remorque selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le dispositif de mesure de l'effort résiduel de traction (12) de la bicyclette(8) sur la remorque utilise au moins une jauge de contrainte(19). 8) Remorque selon les revendications 1 à 6 caractérisée en ce que le dispositif de mesure de l'effort résiduel de traction(12) de la bicyclette(8) sur la remorque utilise un matériau dont la perméabilité magnétique évolue avec sa déformation 9) Remorque selon les revendications 1 à 6 caractérisée en ce que le dispositif de mesure de 5 l'effort(12) résiduel de traction de la bicyclette(8) sur la remorque consiste à mesurer l'allongement d'un élément élastique.