Brevet FR3024971A1 — publié le 20160226

VÉHICULE À MOTEUR THERMIQUE, NOTAMMENT SCOOTER, EQUIPÉ D'UN DISPOSITIF D'AIDE A LA MANOEUVRE [0001] La présente invention concerne un véhicule à moteur thermique, notamment un scooter, équipé d'un dispositif d'aide à la manoeuvre. ARRIÈRE-PLAN DE L'INVENTION [0002] On sait que les véhicules légers, notamment les scooters, mais également les quads, les motoneiges... Comportent de façon générale une roue motrice associée à une chaîne de traction comprenant un moteur thermique, un dispositif de transmission à coefficient 15 continûment variable relié au moteur thermique, et un embrayage, ci-après dénommé embrayage moteur thermique, monté entre le dispositif de transmission à coefficient continûment variable et la roue. Ce type de véhicule ne comporte généralement pas de marche arrière, le moteur thermique assurant une propulsion seulement en marche avant. C'est donc l'utilisateur qui doit assurer par sa force physique propre les manoeuvres en marche arrière du 20 véhicule. L'avènement des scooters haut de gamme à forte cylindrée, et donc à masse importante (> 150 kg) rend cette manoeuvre difficile dans certaines configurations de terrain, ce qui peut interdire l'accès à ce type de véhicule à une partie de la population des acheteurs potentiels qui ne présentent pas des capacités physiques suffisantes. [0003] Afin de faciliter la manoeuvre de ce type de véhicule, il a été proposé d'adjoindre à la 25 chaîne de traction un dispositif mécanique assurant une inversion du sens de rotation de la roue. L'implantation d'un tel dispositif suppose toutefois une transformation importante de la structure de la chaîne de traction, ce qui augmente de façon substantielle le coût du véhicule. En outre, l'utilisation du moteur thermique pour une manoeuvre en marche arrière pose des problèmes de sécurité lorsque l'utilisateur effectue les manoeuvres en étant debout à côté du 30 véhicule. 10 3024971 2 OBJET DE L'INVENTION [0004] Un but de l'invention est de proposer un dispositif d'aide à la manoeuvre d'un véhicule à moteur thermique pouvant être facilement intégré dans les structures existantes ou dans de nouvelles structures, et pour une faible augmentation du cout. 5 BRÈVE DESCRIPTION DE L'INVENTION [0005] En vue de la réalisation de ce but, on propose selon l'invention, un véhicule comportant : une roue motrice associée à une chaîne de traction comprenant un moteur thermique, et un embrayage moteur thermique monté entre le moteur thermique et la roue ; un dispositif de fourniture d'électricité, et un moteur électrique qui est relié électriquement de façon contrôlée au dispositif de fourniture d'électricité, et qui est associé à un dispositif de liaison pour être relié mécaniquement à la chaîne de traction en un point intermédiaire entre l'embrayage moteur thermique et la roue lorsque le moteur électrique est alimenté en électricité. [0006] Compte tenu de la faible puissance qui est nécessaire pour effectuer une manoeuvre à faible vitesse, il suffit d'un moteur électrique de petite dimension pour réaliser l'aide à la manoeuvre, et il est donc généralement possible de trouver un endroit où le moteur électrique peut être implanté moyennant une faible transformation du véhicule. [0007] Selon une version avantageuse de l'invention, le véhicule comporte un organe de détection d'un état de l'embrayage moteur thermique et d'une vitesse du véhicule, et un organe d'alimentation associé pour permettre une alimentation du moteur électrique seulement lorsque l'embrayage moteur thermique est ouvert, et que la vitesse du véhicule est inférieure à un seuil de vitesse prédéterminé. On évite ainsi une détérioration accidentelle du dispositif d'aide à la manoeuvre. [0008] Selon un autre aspect avantageux de l'invention, lorsque la chaîne de traction comporte une boite relais assurant une réduction de vitesse de rotation en amont de la roue, le moteur électrique est relié à la chaîne de traction en amont d'une sortie de la boite relais. On profite ainsi de la démultiplication totale ou partielle de la boite relais pour utiliser un moteur électrique de dimension réduite. [0009] Selon encore un autre aspect avantageux de l'invention, dans lequel la chaîne de traction comporte une boite relais assurant une réduction de vitesse de rotation en amont de la 3024971 3 roue, le moteur électrique est relié à la chaîne de traction en un point intermédiaire de la boite relais, et le dispositif de liaison comporte un organe de réduction de vitesse de rotation. Ainsi, dans le cas où il n'est pas possible de relier le moteur électrique à l'entrée de la boite relais, on profite néanmoins d'une démultiplication partielle, ce qui permet de minimiser la 5 démultiplication complémentaire qu'il est nécessaire d'adjoindre au moteur électrique. [0010] Selon encore un autre aspect avantageux de l'invention, le moteur électrique est alimenté par l'intermédiaire d'un variateur de tension. On peut ainsi faire varier la vitesse du véhicule pendant la manoeuvre. [0011] Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le dispositif de liaison comporte 10 un pignon lanceur mobile entre une position de repos dans laquelle le pignon lanceur est dégagé de la chaine de traction, et une position active vers laquelle le pignon lanceur est amené lors d'une alimentation du moteur électrique et dans laquelle le pignon lanceur assure une liaison mécanique entre le moteur électrique et la chaîne de traction. [0012] De préférence, l'embrayage moteur thermique comporte une cloche de sortie portant 15 une couronne dentée avec laquelle le pignon lanceur est engagé lorsque le pignon lanceur est en position active. [0013] Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, le dispositif de liaison comporte une roue libre engagée avec la chaine de traction et montée pour tourner folle lorsque le véhicule se déplace en marche avant, et pour transmettre un couple vers l'arrière 2 0 lorsque le moteur électrique est alimenté. [0014] Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, le dispositif de liaison comporte un premier embrayage centrifuge assurant un verrouillage du moteur électrique par rapport à la chaîne de traction lorsque le moteur électrique est entrainé en rotation dans le sens de la marche arrière. 2 5 [0015] Selon une version avantageuse de ce mode de réalisation, le dispositif de liaison comporte un second embrayage centrifuge monté tête-bêche par rapport au premier embrayage centrifuge pour assurer un verrouillage du moteur électrique par rapport à la chaîne de traction lorsque le moteur électrique est entrainé en rotation dans le sens de la marche avant. 3 0 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS 3024971 4 [0016] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré non limitatif de l'invention en référence aux figures ci-jointes parmi lesquelles: - La figure 1 est une représentation par blocs de la chaîne de traction et du dispositif 5 d'aide à la manoeuvre associé selon l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique d'un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue de côté partielle, vue selon la direction III de la figure 5, d'une boite relais dont le couvercle a été retiré, à laquelle est associée un dispositif de liaison 10 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, dont seule la partie visible de la boite relais selon cette direction a été représentée, - la figure 4 est une vue schématique de côté, selon la direction IV de la figure 5, illustrant la portion de la partie de liaison externe à la boite relais, - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 4 15 - la figure 6 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 5, d'un troisième mode de réalisation de l'invention, - la figure 7 est une vue en coupe selon la ligne VII-VII de la figure 6, - la figure 8 est une vue en coupe selon la ligne VIII-VIII de la figure 6. 2 0 DESCRIPTION DETAILLÉE DE L'INVENTION [0017] En référence de la figure 1, l'invention se rapporte à un véhicule, ici un scooter, comportant une roue motrice 1 associée à une chaîne de traction 2 comprenant un moteur thermique 3, un dispositif de transmission à coefficient continûment variable 4 relié au moteur thermique, un embrayage moteur thermique 5 monté entre le dispositif de transmission à 2 5 coefficient continûment variable et la roue, et une boîte relais 6, montée entre l'embrayage moteur thermique et la roue et comportant des pignons assurant une réduction de vitesse de rotation en amont de la roue 1. [0018] Par ailleurs, le véhicule comporte également de façon connue en soi une unité de pilotage 7 reliée à un dispositif de fourniture d'électricité, ici une batterie 8. Le plus souvent, 3 0 la régulation de la CVT est simplement mécanique par l'écartement des galets sous l'effet 3024971 5 centrifuge dans la poulie motrice et un ressort adapté dans la poulie réceptrice pour refermer les deux flasques de la poulie motrice. [0019] Selon l'invention le véhicule comporte en outre un moteur électrique 9 qui est relié électriquement de façon contrôlée, via l'unité de pilotage 7, à la batterie 8, et qui est associé à 5 un dispositif de liaison 10 pour être relié mécaniquement à la chaîne de traction 2 en un point intermédiaire entre l'embrayage moteur thermique 5 et la roue 1 dans un sens entraînant la roue lorsque le moteur électrique est alimenté en électricité. La commande du moteur électrique 9 est effectuée par un bouton de manoeuvre 11 porté par le guidon 12 du véhicule. La commande du moteur électrique 9 peut être effectuée soit en tout ou rien par un 10 interrupteur de sorte que le déplacement en marche arrière est alors effectué à vitesse constante, soit par une variation de tension permettant d'obtenir une vitesse variable en marche arrière, le bouton de commande 11 étant alors configuré pour transmettre une consigne d'alimentation variable qui est convertie en une tension par un organe d'alimentation 13 qui comprend un variateur de tension intégré à l'unité de pilotage. 15 [0020] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, à partir de données de fonctionnement disponibles lors du pilotage du dispositif de transmission à coefficient continûment variable, notamment les vitesses de rotation et/ou les couples en différents points de la chaîne de traction, l'unité de pilotage 7 assure une détection d'un état de l'embrayage moteur thermique 5 et une détection d'une vitesse du véhicule, et en déduit une consigne 20 appliquée au variateur de tension 13 pour permettre une alimentation du moteur électrique seulement lorsque l'embrayage moteur thermique est ouvert, et que la vitesse du véhicule est inférieure à un seuil prédéterminé, et ainsi éviter une destruction du dispositif de liaison lors de la mise en marche du moteur électrique. [0021] La figure 2 illustre un premier mode de réalisation de l'invention dans lequel 25 l'embrayage moteur thermique 5 est un embrayage centrifuge comportant une cloche de sortie 14 portant une couronne dentée 15. Dans ce mode de réalisation le moteur électrique 9 convenablement fixé de façon non représentée en un point adjacent à la cloche 14 est relié à la chaîne de transmission par un dispositif de liaison 16 qui est un mécanisme dit à pignon lanceur, identique au mécanisme d'un démarreur électrique. Dans le mode de réalisation 30 illustré, ce mécanisme comporte: un pignon denté 17 porté par l'axe de rotation du moteur électrique 9; Un pignon intermédiaire 19 comprenant une grande roue dentée 18, et une petite 3024971 6 roue dentée 20 accolées l'une à l'autre; et un pignon lanceur 22 comportant une grande roue dentée 21, et une petite roue dentée 23. [0022] Le pignon 17 de petite dimension forme un premier train démultiplicateur avec la grande roue 18 du pignon intermédiaire 19. La petite roue 20 forme un second train 5 démultiplicateur avec la grande roue 21 du pignon lanceur 22. Le pignon lanceur est, de façon connue en soi, monté sur des rampes hélicoïdales 24 pour coulisser de façon axiale entre une position de repos dans laquelle il est dégagé de la couronne dentée 15, et une position active vers laquelle il est amené par une mise en rotation du moteur électrique 9, et dans laquelle il engrène avec la couronne dentée 15 pour assurer une transmission de la rotation du moteur 10 électrique 9. [0023] On notera que dans ce mode de réalisation la cloche de l'embrayage moteur thermique 5 est solidaire de l'arbre d'entrée de la boîte relais 6 de sorte que la liaison du moteur électrique 9 avec la roue 1 comprend la démultiplication totale assurée par la boîte relais 6. [0024] Les figures 3 à 5 illustrent le second mode de réalisation de l'invention. La figure 3 15 illustre la boîte relais 6 comportant de façon connue en soi un arbre d'entrée 25 sur lequel est fixé un pignon 26 de petite dimension qui engrène avec une roue intermédiaire 27 ayant une denture 28 de grand diamètre. La roue intermédiaire 27 est portée par un arbre intermédiaire 29 qui porte également un pignon intermédiaire 30 de petit diamètre qui engrène avec un pignon de sortie 31 porté par un arbre de sortie 32. 20 [0025] Selon l'invention, l'espace disponible dans la boîte relais 6 est mis à profit pour implanter dans la boîte relais un pignon de marche arrière 33 engrenant avec le pignon intermédiaire 28. Le pignon de marche arrière 33 est porté par un arbre 34 par l'intermédiaire d'une roue libre 35 montée pour tourner folle lorsque le véhicule est entraîné en marche avant par le moteur thermique 3. L'arbre 34 traverse la paroi de la boîte relais 6 en étant supporté 25 par un roulement à billes 36 associé à un joint à lèvre 48 qui assure l'étanchéité, et porte à son extrémité extérieure à la boîte relais, une roue 37 qui engrène avec un pignon 49 de petite dimension lui-même accolé à une roue 38 de grande dimension qui engrène elle-même avec le pignon 17 du moteur électrique 9 fixé à la boîte relais 6 par une entretoise 39. l'ensemble 50 constitué des deux pignons 49 et 38 est monté fou sur un axe 51 implanté dans l'entretoise 39 30 du moteur électrique 9. La roue libre 35 est montée pour assurer un verrouillage du pignon 33 par rapport à l'arbre 34 lorsque le moteur électrique 9 est entraîné dans un sens correspondant à une marche arrière. 3024971 7 [0026] On remarquera que les diamètres respectifs du pignon 17, de la roue 38, du pignon 49 et de la roue 37 réalisent une démultiplication qui compense la perte de démultiplication résultant de l'engagement du pignon de marche arrière 33 avec la roue intermédiaire 27 et non avec le pignon d'entrée 26 de la boîte relais 6. 5 [0027] Les figures 6 à 8 illustrent le troisième mode de réalisation de l'invention, selon lequel la liaison entre l'arbre 40 du moteur électrique 9 et le pignon intermédiaire 27 de la boite relais 6, est cette fois réalisée par un double embrayage centrifuge comprenant une cloche de sortie 41 dans laquelle est monté un premier embrayage centrifuge 42 comprenant des masselottes assurant un verrouillage du moteur électrique par rapport à la chaîne de traction 10 lorsque le moteur électrique est entrainé en rotation dans le sens de la marche arrière, et un second embrayage centrifuge 43 monté tête-bêche par rapport au premier embrayage centrifuge pour assurer un verrouillage du moteur électrique par rapport à la chaîne de traction lorsque le moteur électrique est entrainé en rotation dans le sens de la marche avant. [0028] La cloche 41 est portée par un arbre 47 traversant la paroi de la boîte relais 6, et monté 15 pour tourner par rapport à celle-ci au moyen d'un roulement à billes associé à un joint à lèvre 52 qui assure l'étanchéité. Du côté intérieur de la boîte relais 6, l'arbre 47 porte un pignon 45 qui engrène avec une roue folle 46, qui engrène elle-même avec le pignon intermédiaire 27. La démultiplication supplémentaire est cette fois obtenue par les dimensions respectives du pignon 45, de la roue folle 46, et du pignon intermédiaire 27. L'avantage du dispositif à 20 embrayage centrifuge est qu'il permet d'utiliser la fonction dans les deux sens de rotation du moteur, et de disposer ainsi d'une aide à la manoeuvre à vitesse réduite à la fois en marche avant et en marche arrière, et en mode ZEV- Zéro Emission Véhicule- si le moteur thermique est stoppé et que l'alimentation du moteur électrique est exclusivement assuré par la batterie. Dans la description qui a été faite, on a utilisé deux embrayages installés tête-bêche parce 25 qu'il s'agit d'embrayages à mâchoires pivotantes par rapport à une de leur extrémité, mais on pourrait aussi utiliser un seul embrayage à mâchoires à déplacement radial qui présente l'avantage d'être symétrique et permet de transmettre le même niveau de couple dans les deux sens de rotation, ce qui devrait à la fois compacter le montage et réduire son coût.(voir schéma en annexe jointe) 30 3024971 8 [0029] Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention telle que définie par les revendications. [0030] En particulier, Bien que l'invention ait été décrite en relation avec un scooter 5 comportant un dispositif de transmission à coefficient continûment variable, elle peut également être mise en oeuvre sur un véhicule comportant une boite de vitesses. [0031] Bien que dans le deuxième et le troisième mode de réalisation la liaison entre le moteur électrique et la chaîne de traction se fasse au niveau du pignon intermédiaire de la boite relais en raison de la facilité d'implantation dans les boîtes relais existantes, l'invention 10 peut être mise en oeuvre par une liaison directe du moteur électrique avec l'arbre d'entrée de la boîte relais, ce qui permet d'économiser les engrenages de la démultiplication complémentaire. [0032] Bien que l'invention ait été décrite en relation avec un véhicule comportant une batterie, l'invention pourrait également être mise en oeuvre avec un véhicule équipé d'une 15 simple dynamo. Dans ce cas il sera toutefois nécessaire de s'assurer que la puissance fournie par la dynamo à un régime suffisamment bas pour ne pas fermer l'embrayage moteur thermique, est suffisante pour entrainer le véhicule en marche arrière. REVENDICATIONS1. Véhicule comportant : une roue motrice (1) associée à une chaîne de traction (2) comprenant un moteur thermique (3), et un embrayage moteur thermique (5) monté entre le moteur thermique et la roue ; et un dispositif de fourniture d'électricité (8), caractérisé en ce qu'il comporte un moteur électrique (9) qui est relié électriquement de façon contrôlée au dispositif de fourniture d'électricité (8), et qui est associé à un dispositif de liaison (10) pour être relié mécaniquement à la chaîne de traction en un point intermédiaire entre l'embrayage moteur thermique (5) et la roue (1) soit dans un sens entrainant la roue en marche arrière lorsque le moteur électrique est alimenté en électricité si on adopte un dispositif de type lanceur ou roue libre, soit dans les deux sens de marche, avant ou arrière, si on adopte un dispositif de type embrayage centrifuge. 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un organe de détection (7) d'un état de l'embrayage moteur thermique et d'une vitesse du véhicule, et un organe d'alimentation (13) associé pour permettre une alimentation du moteur électrique seulement lorsque l'embrayage moteur thermique est ouvert, et que la vitesse du véhicule est inférieure à un seuil de vitesse prédéterminé. 3. Véhicule selon la revendication 1 dans lequel la chaîne de traction (2) comporte une boite relais (6) assurant une réduction de vitesse de rotation en amont de la roue, caractérisé en ce que le moteur électrique (9) est relié à la chaîne de traction en amont d'une sortie de la boite relais. 4. Véhicule selon la revendication 1 dans lequel la chaîne de traction comporte une boite relais (6) assurant une réduction de vitesse de rotation en amont de la roue, caractérisé en ce que le moteur électrique (9) est relié à la chaîne de traction en un point intermédiaire (27) de la boite relais, et le dispositif de liaison comporte un organe de réduction (17,38;45,46) de vitesse de rotation. 5. Véhicule selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moteur électrique (9) est alimenté par l'intermédiaire d'un variateur de tension (13). 3024971 10 6. Véhicule selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de liaison comporte un pignon lanceur (22) mobile entre une position de repos dans laquelle le pignon lanceur est dégagé de la chaine de traction, et une position active vers laquelle le pignon lanceur est amené lors d'une alimentation du moteur électrique (9), et dans laquelle le pignon 5 lanceur assure une liaison mécanique entre le moteur électrique et la chaîne de traction. 7. Véhicule selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'embrayage moteur thermique (5) comporte une cloche de sortie (14) portant une couronne dentée (15) avec laquelle le pignon lanceur (22) est engagé lorsque le pignon lanceur est en position active. 8. Véhicule selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de liaison 10 comporte une roue libre (35) engagée avec la chaine de traction et montée pour tourner folle lorsque le véhicule se déplace en marche avant, et pour transmettre un couple vers l'arrière lorsque le moteur électrique est alimenté. 9. Véhicule selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de liaison comporte un embrayage centrifuge (42) assurant un verrouillage du moteur électrique par 15 rapport à la chaîne de traction lorsque le moteur électrique (9) est entrainé en rotation dans l'un ou l'autre sens.